ITC (Tehnički institut Kanarskih ostrva) radi na razvoju novih materijala koji su sposobni da izdrže ekstremne vremenske uslove kao što su vrućina, hladnoća ili jaki vetrovi. Svrha je da se ovi materijali mogu koristiti u proizvodnji izdržljivijih i efikasnijih vjetrenjača, lopatica vjetra i vjetroturbina. Projekat AeroExtreme, koju vodi Siemens Gamesa, zajednički je napor sa Ministarstvom ekonomije, industrije i konkurentnosti i Feder fondovima, s namjerom da se produži tokom 2018. godine.
Jedna od glavnih prijetnji vjetroturbinama, posebno onima koje se nalaze u morskom okruženju, su nepovoljne klime. Ove vjetroturbine suočavaju se s jakim vjetrom i kontinuiranim udarom čestica koje se transportuju velikom brzinom, što stvara značajno trošenje i smanjuje njihove performanse. Nadalje, nakupljanje prljavštine i mikroorganizama na lopaticama smanjuje njihov aerodinamički kapacitet. AeroExtreme je već napravio značajan napredak sa materijalima koji su vrlo otporni na eroziju i fotokatalitičkim i antivegetativnim premazima, uz obećanje da će produžiti vijek trajanja vjetroturbina.
Konstitucija vjetroturbine
Vjetroturbine su složene mašine koje zahtijevaju specijalizirane komponente za maksimalnu efikasnost proizvodnje energije. Ima ih na hiljade Vjetroturbine s horizontalnom osovinom (TEEH) u radu, koji se sastoje od niza glavnih elemenata:
Kula i temelj
Toranj i temelj su neophodni za podupiranje vjetroturbine i održavanje njene stabilnosti. Mogu biti čelične cijevi, betonske ili hibridne konstrukcije. Neki tornjevi također uključuju inovativnije materijale kao što su karbonska vlakna, koja su u razvoju za plutajuće i morske vjetroturbine. Zategnuti stubovi jarbola, koji se koriste u manjim sistemima, takođe su održive opcije zbog svoje lakoće i prilagodljivosti.
- Čelični i betonski tornjevi: Pružaju maksimalnu izdržljivost i najčešće se koriste.
- Hibridne strukture: Kombiniraju nekoliko materijala i rastući su trend.
rotor
Rotor je ključna komponenta koja pretvara vjetar u rotacijsko kretanje. Oštrice, uglavnom napravljene od fiberglasa ili karbona, sve su lakše, ali otpornije, zahvaljujući novim materijalima kao što su polimerima ojačanim vlaknima.
Gondola
U gondoli se nalazi centralni sistem, uključujući generator i menjač. AeroExtreme takođe nastoji da poboljša materijale ove ključne komponente, jer gondola mora biti u stanju da izdrži klimatske i mehaničke varijacije.
Multiplikator
Jedna od najvažnijih komponenti u vjetroturbini je mjenjač, koji povećava brzinu rotacije lopatica kako bi se mehanička energija pretvorila u visoko efikasnu električnu energiju. Kutije za množenje moraju biti proizvedene od materijala koji su otporni na habanje i koji se lako mogu reciklirati. Trenutno koriste biokompoziti i reverzibilne smole biološkog porijekla koji olakšavaju demontažu i recikliranje sistema.
Električna oprema vjetroturbine
Vjetroturbine se ne oslanjaju samo na svoje lopatice i strukturu za proizvodnju energije. Električna oprema je još jedan važan faktor koji uključuje generatore, pretvarače snage, senzore i kontrolne sisteme koji prate brzinu i smjer vjetra. Razvoj novih senzori Takođe je prioritet, poboljšavajući performanse u nepovoljnim uslovima.
S druge strane, energija se mora ubrizgavati u električnu mrežu, za šta moderne vjetroturbine imaju prijenosne sisteme. individualno hranjenje, povećavajući pouzdanost vjetroelektrana. Samozarastajući premazi i novi adhezivi također su dio najnovijeg razvoja usmjerenog na produženje radnog vijeka ovih sistema.
Prednosti brzih turbina na vjetar
Turbine na brzi vjetar općenito imaju manje lopatica od svojih sporijih parnjaka, što, iako se može činiti kao nedostatak, omogućava efikasniju kontrolu njihove snage ovisno o vjetru. Budući da su lakši i brži, veličina i cijena sistema su smanjeni, što ih čini ekonomičnijim i lakšim za održavanje. Nedavne studije su integrisane karbonska vlakna i drugih naprednih kompozitnih materijala u njihovom dizajnu, poboljšavajući omjer snage i težine njihovih ključnih komponenti.
Osim toga, turbine na brzi vjetar su otpornije na udare vjetra. To je zato što je tokom zaustavljanja rotora aksijalni potisak manji nego u sporim verzijama.
Ukratko, razvoj novih materijala transformira industriju vjetroturbina. Od integracije polimera ojačanih vlaknima do istraživanja premaza protiv obrastanja, ove inovacije omogućavaju stvaranje održivijih vjetroturbina, lakših za recikliranje i sposobnih za generiranje više energije uz manji utjecaj na okoliš. Sa pojavom biokompozita i rješenja za samoizlječenje, budućnost energije vjetra se kontinuirano razvija, pružajući mogućnosti za nastavak smanjenja troškova i povećanje održivosti.