Lianyungang Zhongfu Lianzhong Composites Group Co., Ltd.
+86-518-80307662
Kontaktirajte nas
  • Tel: +86-518-80307662
  • Faks: +86-518-85150329
  • E-naslov:lzexport@lzfrp.com
  • Dodaj: Št. 6-1 Avenue Linhong, mesto Lianyungang, provinca Jiangsu, Kitajska

Izbira materiala rezila vetrne energije

May 18, 2021

V zgodnji fazi razvoja vetrnih lopatic so zaradi majhnih rezil lesena rezila, rezila, obložena s tkanino, rezila iz steklenih vlaken iz jeklene grede, rezila iz aluminijeve zlitine itd. Ker se rezila razvijajo v smeri velikih obsežni razvoj, so kompozitni materiali postopoma nadomestili druge materiale. Edini material, ki je na voljo za velika rezila.


Ena od prednosti kompozitnih materialov, s katerimi se drugi posamezni materiali ne morejo ujemati, je njihova označljivost. S prilagajanjem smeri posamezne plasti je mogoče doseči zahtevano trdnost in togost v tej smeri. Še pomembneje je, da se lahko anizotropija materialov poveže z različnimi oblikami deformacije strukture. Na primer, zaradi upogibne in torzijske sklopke se konstrukcija zvije, ko se uporabi le upogibni moment.


V preteklosti je bil učinek spajanja prečnega prereza rezila glavobol oblikovalcev, oblikovalski inženiring pa je poskušal na vsak način odpraviti pojav spenjanja. Toda na področju letalstva so ljudje začeli uporabljati upogibno-torzijsko sklopko in učinek napenjalno-strižnih sklopov kompozitnih materialov za izboljšanje zmogljivosti krila. Na rezilu oblikovalski koncept induciranja upogibanja in torzijske sklopke nadzoruje aeroelastično deformacijo rezila, ki je aeroelastično krojenje. Z aeroelastičnim rezanjem se zmanjša utrujenost rezila in optimizira izhodna moč.


Plastika, ojačana s steklenimi vlakni (FRP), je najpogosteje uporabljen kompozitni material za sodobne lopatice ventilatorjev. FRP s svojo nizko ceno in odličnimi zmogljivostmi zaseda prevladujoč položaj materialov velikih lopatic ventilatorjev. Ker pa se rezila postopoma povečujejo, je premer vetrnega kolesa presegel 120 m, najdaljše rezilo je doseglo 61,5 m, teža rezila pa 18t. To postavlja strožje zahteve glede trdnosti in togosti materiala. Plastična rezila, ojačana s steklenimi vlakni, ne morejo več izpolnjevati zahtev velikih in lahkih rezil. Nato se na lokalno območje rezila nanesejo ogljikova vlakna ali druga vlakna z visoko trdnostjo, na primer rezila NEGMiconNM82.40m, rezila LM61.5m, ki uporabljajo ogljikova vlakna na območjih z velikimi obremenitvami. Ko se rezila povečujejo, je togost postopoma postala pomembna in je postala ključ pri oblikovanju nove generacije rezil razreda MW.


Uporaba ogljikovih vlaken je močno izboljšala togost lopatic vetrnih turbin, vendar ni povečala lastne teže. Vestas uporablja model ogljikovih vlaken za dolgi žarek rezila serije 44m za model V903.OMW. Teža rezila je le 6 t, kar je enako teži rezila V802MW, 39 m. Raziskovalna poročila v Združenih državah in Evropi so opozorila, da je nosilni laminat iz steklenih vlaken, ki vsebuje ogljikova vlakna, zelo učinkovita alternativa rezilom razreda MW. V raziskovalnem projektu, ki ga financira ES, je poudarjeno, da lahko uporaba ogljikovih vlaken v lopaticah vetrne turbine s premerom 120 m učinkovito zmanjša celotno lastno težo za 38% in zniža stroške projektiranja za 14%. Vendar so ogljikova vlakna draga, kar močno omejuje njihovo uporabo na lopaticah ventilatorjev.

Danes se industrija ogljikovih vlaken še vedno osredotoča na razvoj lahkih, dobrih struktur in toplotnih lastnosti z visoko dodano vrednostjo za letalske aplikacije. Vendar pa mnogi raziskovalci drzno napovedujejo, da se bo uporaba ogljikovih vlaken postopoma povečevala. Stroškovna učinkovitost vetrne energije bo odvisna od načina uporabe ogljikovih vlaken. Če naj bi v prihodnosti zamenjali veliko steklenih vlaken, so za konkurenčnost potrebne nizke cene.