ITC (Техническият институт на Канарските острови) работи върху разработването на нови материали, които са способни да издържат на екстремни метеорологични условия като топлина, студ или силни ветрове. Целта е тези материали да могат да се използват в производството на по-издръжливи и ефективни вятърни мелници, вятърни перки и вятърни турбини. Проектът AeroExtreme, ръководен от Siemens Gamesa, е съвместно усилие с Министерството на икономиката, промишлеността и конкурентоспособността и Feder Funds, с намерението да продължи през 2018 г.
Една от основните заплахи за вятърните турбини, особено тези, разположени в морска среда, е неблагоприятният климат. Тези вятърни турбини са изправени пред силни ветрове и непрекъснатото въздействие на частици, транспортирани с висока скорост, което генерира значително износване и намалява тяхната производителност. Освен това, натрупването на мръсотия и микроорганизми върху остриетата намалява техния аеродинамичен капацитет. AeroExtreme вече постигна значителен напредък с високо устойчиви на ерозия материали и фотокаталитични и противообрастващи покрития, с обещанието за увеличаване на живота на вятърните турбини.
Устройство на вятърна турбина
Вятърните турбини са сложни машини, които изискват специализирани компоненти за постигане на максимална ефективност при генериране на енергия. Има хиляди Вятърни турбини с хоризонтална ос (TEEH) в действие, които се състоят от серия от основни елементи:
Кула и фундамент
Кулата и основата са от съществено значение за поддържане на вятърната турбина и поддържане на нейната стабилност. Те могат да бъдат тръбни стоманени, бетонни или хибридни конструкции. Някои кули включват и по-иновативни материали като въглеродни влакна, които са в процес на разработка за плаващи и офшорни вятърни турбини. Опънатите мачтови кули, използвани в по-малки системи, също са жизнеспособни опции поради тяхната лекота и адаптивност.
- Стоманени и бетонни кули: Предлагат максимална издръжливост и са най-използваните.
- Хибридни структури: Те съчетават няколко материала и са нарастваща тенденция.
ротор
Роторът е ключовият компонент, който преобразува вятъра във въртеливо движение. Остриетата, обикновено направени от фибростъкло или въглерод, са все по-леки, но устойчиви, благодарение на новите материали като полимери, подсилени с влакна.
Гондола
В гондолата се помещава централната система, включително генератора и скоростната кутия. AeroExtreme също се стреми да подобри материалите на този важен компонент, тъй като гондолата трябва да може да издържа на климатични и механични промени.
Умножителна кутия
Един от най-важните компоненти във вятърната турбина е скоростната кутия, която увеличава скоростта на въртене на лопатките, за да преобразува механичната енергия във високоефективна електрическа енергия. Мултипликаторните кутии трябва да бъдат произведени от материали, които са устойчиви на износване и лесно се рециклират. В момента те използват биокомпозити и обратими смоли от биологичен произход които улесняват демонтирането и рециклирането на системата.
Електрическо оборудване на вятърна турбина
Вятърните турбини не разчитат само на своите перки и структура, за да генерират енергия. Електрическото оборудване е друг важен фактор, който включва генератори, преобразуватели на енергия, сензори и системи за контрол, които следят скоростта и посоката на вятъра. Развитието на нови сензори Също така е приоритет, подобрявайки работата при неблагоприятни условия.
От друга страна, енергията трябва да се инжектира в електрическата мрежа, за което модерните вятърни турбини имат предавателни системи. индивидуално хранене, повишаване на надеждността на вятърните паркове. Самовъзстановяващите се покрития и новите лепила също са част от най-новите разработки, насочени към удължаване на експлоатационния живот на тези системи.
Предимства на бързите вятърни турбини
Бързите вятърни турбини обикновено имат по-малко лопатки от по-бавните си колеги, което, въпреки че може да изглежда като недостатък, позволява по-ефективен контрол на тяхната мощност в зависимост от вятъра. Тъй като са по-леки и по-бързи, размерът и цената на системата са намалени, което ги прави по-икономични и по-лесни за поддръжка. Последните проучвания са интегрирани въглеродни влакна и други усъвършенствани композитни материали в техния дизайн, подобрявайки съотношението якост към тегло на техните ключови компоненти.
В допълнение, бързите вятърни турбини са по-устойчиви при условия на поривист вятър. Това е така, защото по време на спиране на ротора аксиалната тяга е по-малка, отколкото при бавните версии.
Накратко, разработването на нови материали трансформира индустрията за вятърни турбини. От интегрирането на подсилени с влакна полимери до изследване на антиобрастващи покрития, тези иновации позволяват създаването на по-устойчиви вятърни турбини, по-лесни за рециклиране и способни да генерират повече енергия с по-малко въздействие върху околната среда. С навлизането на биокомпозитите и решенията за самолечение, бъдещето на вятърната енергия непрекъснато се развива, предоставяйки възможности за продължаване на намаляването на разходите и повишаване на устойчивостта.