تولید تیغه های توربین بادی بر اساس تکنولوژی کامپوزیت گرماسایت است. با این حال، کامپوزیت های گرمانرم را قادر می سازد قابل بازیافت و مزایای دیگر. هنگامی که ترموپلاستیک های تقویت شده برای تولید تیغه های روتور استفاده می شود، آنها مزایای قابل توجهی نسبت به ترموستات دارند. اول، گرمانرم پلاستیکی است هنگام گرم کردن و حفظ پلاستیک بر خلاف پلاستیک های دائمی thermoetting. بنابراین، در پایان عمر مفید، تیغه های گرمانرم را می توان با گرمایش و بازیافت تولید کرد. با فرض اینکه تولید تیغه در حال حاضر از سالانه صدها هزار تن مواد کامپوزیت استفاده می کند، این مزایای بازار به طور فزاینده ای را ایجاد خواهد کرد.
1. مزایا و معایب
مزیت 1: قابل بازیافت
در پایان عمر مفید آن، تیغه های گرمانرم می تواند گرم شود تا چیزی برای بازیافت تولید شود.
مزایای 2: چرخه خستگی کوتاه
ترموپلاست ها همچنین موانع چرخه پخت را حل می کنند، که در حال حاضر کم سرعت سرعت تولید تیغه های ترموستات را کاهش می دهد. تیغه های تولیدی را می توان در معرض حرارت قرار داد، به طوری که فرآیند تولید را تسریع می کند. با گرم کردن رابط محلی و جوشکاری، قطعات را می توان با هم ترکیب کرد یا متصل کرد. قطعات کوچک می توانند از قالب تزریق پلت استفاده کنند.
مزیت سه: قدرت و استحکام بالاتر است
ترموپلاستی تقویت شده می تواند قوی تر از ترموستات با همان وزن باشد که به ساختار سبک تر منجر می شود. بهینه سازی طراحی تیغه برای این پلاستیک می تواند منجر به پیکربندی های مختلف شود. برای مثال، با طراحی یک تیغه برای ساختن آن بیشتر شبیه یک بال هواپیما، تقویت شده با دنده ها و پرتوها، طراحان می توانند بسیاری از هسته های ساختاری که در حال حاضر در تیغه های مورد استفاده قرار می گیرند را از بین ببرد. فوم ها و مواد اصلی دیگر رزین را جذب می کنند، وزن و هزینه را اضافه می کنند و باید شکل بگیرند.
در استفاده، مقاومت آن در برابر بارش باران، برف و غیره بهتر از پلاستیک های ترموستات است و معمولا دارای تحمل بیشتر آسیب و رشد ترشح کند است. با توجه به خواص طولانی مدت آن، ترموپلاستیکها دارای مقاومت بیشتری در برابر ضربه هستند و تمایل دارند دندان های قابل مشاهده را نشان دهند. برخلاف کامپوزیتهای ترموستات، آنها در ورقه ورقه ها پنهان می شوند و نقص در سطح را نشان نمی دهند.
ضعف 1: مقاومت در برابر خستگی ضعیف
خواص خستگی ترموپلاستیک های تقویت شده به دلیل اتصال ضعیف بین الیاف و ماتریس پلاستیکی ضعیف است. اتصال بین دو مکانیسم است. این انقباض رزین ماتریکس در اطراف فیبر در طول فرآیند پخت است، نه اتصال شیمیایی. برای ایجاد پیوند فیبرهای شیشه ای، الیاف کربن و رزین های ترموستیک، اما برای اثر رزین های حرارتی بسیار کم استفاده می شود.
معایب 2: عملکرد حرارت / مرطوب به طور کلی بدتر از رزین ترموستات است
خواص گرم / مرطوب به طور کلی نسبت به رزین های ترموستیک پایین تر است، زیرا رطوبت گرم ماتریکس را گسترش می دهد و اتصالات مکانیکی را کاهش می دهد، و باعث می شود که زنجیره های مولکولی ماتریس در امتداد الیاف به حرکت درآید. علاوه بر این، بیشتر رزین های گرمانرم به پردازش دشوار است و ویسکوزیته بالاتر آنها در حالت مذاب به این معنی است که دمای پردازش بالاتر و فشار های پخت لازم برای اطمینان از اینکه رزین می تواند به طور کامل به فیبرهای مداوم فیبر نفوذ کند. با توجه به نیاز به قالب های فلزی و مصرف انرژی بالا، هزینه افزایش می یابد.
2. وضعیت تحقیق در خانه و خارج از کشور
خارجی: طرح Blade سبز کامپوزیت Eire
در ایرلند، واحد تحقیقاتی تکنولوژی کامپوزیت در دانشگاه ایالتی گالویل، تیم تحقیقاتی دانشگاه لیمریک و شرکت تجاری Eire Composites بیشتر این فناوری را مطالعه کرده است. هر دو دانشگاه کامپوزیت های APLC-12 را به طور گسترده مورد مطالعه قرار داده اند و Eire Composites به طور فعال در حال توسعه تکنولوژی تشکیل مایع برای ساخت تیغه های توربین کامپوزیتی توربو و پوشش نایس است. در پروژه سبز تیغه، Eire Composites همکاری (از طریق شرکت تابعه خود EireCompositeTeo) که شامل صنایع سنگین میتسوبیشی، آلیستروم فایبر گلاس و Cyclics است، به منظور توسعه و ساخت یک نمونه تیغه 12.6 متری و انجام آزمایشات، رهبری می کند. این کار به طور طبیعی منجر به توسعه و صدور گواهینامه کامل تیغه کامپوزیت گرمانرم کامل خواهد شد.
خارجی: پروژه BladeKing پروژه توسعه فن آوری تیغه جدید شرکت تیلد دانمارکی
در میان تولیدکنندگان بزرگ تیغه، شرکت دانمارکی LM، که زیر این کار را دنبال می کند، بزرگترین تولیدکننده تیغه های توربین بادی در جهان است. این شرکت تحت شرایط عادی می تواند به اندازه کافی تولید تیغ را برای برآورده ساختن نیازهایش بکند، بنابراین می خواهد چرخه تولید فعلی را به نصف کاهش دهد و به عنوان بخشی از آخرین پروژه BladeKing، توسعه تکنولوژی تیغه خود را. این شرکت توانایی ترموپلاستیک ها برای کاهش چرخه تولید را جذب می کند و می تواند به عنوان یک کلید ممکن برای عرضه پلاستیک های جدید به بازار تا سال 2015، جذب شود. برای تولید تیغه های بسیار بزرگ برای توربین های بادی دریایی آینده، سطح بالایی از اتوماسیون همچنین مورد نیاز است این یکی دیگر از تمرکز پروژه BladeKing است: با استفاده از ورقه های فیبر خودکار یا لایه های نوار برای سرعت بخشیدن به لایه سازی الیاف در قالب. RisoDTU و دانشگاه آلبرگ تحقیقاتی در مورد پروژه BladeKing با LM انجام دادند و صندوق فن آوری پیشرفته دانمارک حمایت مالیاتی را به همراه داشت.
داخلی: Zhongke Hengyuan با RTP برای توسعه تیغه های ترموپلاستیک تقویت شده فیبر همکاری می کند
هونان Zhongke Hengyuan فناوری شرکت فناوری باد، آموزشی ویبولیتین طراحی و تولید توربین های بادی کوچک مناسب برای مناطق ارائه شده توسط شبکه. این شرکت با استفاده از ترموپلاستیک های تقویت شده با فیبر شیشه ای از شرکت RTP ایالات متحده برای تزریق تیغه های توربین بادی قالب ریزی می کند. بر اساس گزارش ها، این شرکت با RTP برای توسعه و استفاده از محصولات تقویت شده با فیبر بسیار طولانی با همکاری RTP همکاری می کند؛ زیرا در مواد قالب گیری تزریقی بالاترین نسبت قدرت / وزن را دارند. مواد تقویت شده فایبرگلاس بلند مقاومت مدول و مقاومت بالا را حفظ می کنند، حفظ شکل تیغه صرف نظر از شرایط محیطی. ثبات عالی بعدی می تواند به طور موثر جلوگیری از تغییر پره ها در زاویه باد، که به طور قابل توجهی کارایی توربین را بهبود می بخشد، به ویژه در شرایط بسیار مرطوب و بسیار خشک.
3. خلاصه
توسعه سریع بازار جهانی بادی موجب شده تا نه تنها ظرفیت های خود را افزایش دهد، بلکه به دنبال یافتن فناوری هایی برای سرعت بخشیدن به فرآیند تولید برای پاسخگویی به تقاضای آینده است. مزایای بالقوه رزین های گرمانرم می تواند به آنها کمک کند تا این کار را انجام دهند، در حالی که تقویت قابلیت ساختاری تیغه های بسیار بزرگ و حل بازتولید کننده تیغه ها پس از بازنشستگی. برای زمینه انرژی باد، این پلاستیک واقعی می تواند به دلیل تقاضای روزافزون تکنولوژی انقلابی باشد.
