Větrné turbíny čepel výběr materiálu

Větrné turbíny čepel výběr materiálu

Čepele jsou důležitou součástí větrných turbín. To přenáší větrnou energii k rotoru generátoru, způsobuje jej otočit a snížit Magnetické siločáry k výrobě elektřiny. Zajistit dlouhodobé a bezpečný provoz v extrémně drsných prostředích v poli požadavky na čepel materiály jsou: 1 nízká hustota a optimální únavové sílu a mechanické vlastnosti, vydržet extrémní podmínky a náhodného zatížení (např. bouře ) Testu (atd.) zajišťuje bezpečný provoz více než 20 let; 2 cena (přesněji uvedeno jako náklady přidělené na každou kilowatthodinu) je nízká; 3 pružnosti čepele, setrvačnosti rotace a vibrace frekvenční charakteristiky jsou normální a jsou přenášeny na celé zatížení stabilitu systému generace energie je dobrá; 4 odolnost proti korozi, ultrafialové (UV) záření a úder blesku odpor jsou dobré; 5 náklady na údržbu je nízká.

FRP plně splňují výše uvedené požadavky a je nejlepší větrné turbíny čepel materiál.

1.1GFRP

Většina v současnosti vyráběny listy velké komerční ventilátoru jsou vyrobeny z Plast vyztužený skelným vláknem (GFRP). Charakteristiky GFRP čepele jsou:

1 podle síly charakteristiky ventilátoru čepele, pevnost a tuhost lopatky ventilátoru jsou hlavně podélná síla, která je, aerodynamické ohýbání a odstředivé síly. Aerodynamické namáhání ohybem je mnohem větší než odstředivá síla a smykového napětí generované smyk a kroucení není velká. Použití teorie síly dominují skleněné vlákno (GF), hlavní GF lze umístit v podélném směru ostří, tak, aby čepel může být lehčí.

2 vznášedla snadno tvarovat, může dosáhnout maximální aerodynamické účinnosti s cílem dosáhnout nejlépe aerodynamické efekt, pomocí komplexní aerodynamický tvar čepele, navrhovat různé čepel délka tětivy, tloušťka, torzní úhel a vznášedla na různých poloměrů větrné kolo, jako je Kovovýroba je velmi obtížné. V téže době lze sériově vyráběné GFRP čepele.

3 doba používání je až 20 let, vydrží více než 108 střídavé zatížení GFRP má vyšší mez únavy, nízký stupeň citlivosti, velké vnitřní tlumení a dobré seismické výkon.

4 dobré korozní odolnosti protože GFRP má kyseliny, alkalické a odporu vodní páry, ventilátor lze umístit venku. Zejména pro pobřežní větrné farmy, které byly vyvinuty v posledních letech větrné turbíny lze nainstalovat na moři, tak, že větrné turbíny a jejich lopatky zkušenosti test různých klimatických podmínkách.

Chcete-li zlepšit výkon GFRP, lze GF také upravit pomocí povrchové úpravy, velikosti a povlak. Studie v USA prokázaly, že použití vysokofrekvenční plazmové depozice kabát E-GF, odolnosti proti tahu a únava mohou dosáhnout úrovně uhlíkových vláken (CF).

Charakteristické pro GFRP síla je, že vydrží vysokou pevnost v tahu ve směru GF, zatímco síla v jiných směrech je relativně malý.

Čepel je tvořena kůže a dálková světla. Kůže je sevřený, střední vrstva je tvrdá pěna nebo balzové dřevo a horní a dolní vrstvy jsou GFRP. Vrchní vrstva je tvořena jednosměrné vrstvy a vrstvy ±45 °. Jednosměrné vrstvy může být položen s jednosměrné tkaniny nebo jednosměrný GF, obecně s 7 nebo ručník 4GF axiální zatížitelnosti generované odstředivá síla a pneumatické ohybový moment; pro zjednodušení procesu formování, lze vynechat vrstvy GF ±45 °. 1:1GF tkaniny se používá, které jsou položeny podél směru axiální odolávat především způsobené točivý moment smykového napětí a jsou obecně kladen na vnější jednosměrné vrstvy. Strukturální podobu paprsku může být sendvičovou strukturu nebo pevnou strukturu GFRP. Spoj z kůže a dálkové světlo, tedy spar SZP, však musí být pevná struktura GFRP. To proto, že části nosníku spolupracuje s kůží a stres je velká a musí být zajištěna pevnost a tuhost, kůže.

1.2CFRP

Se zlepšením Větrná turbína blade design technologie výroby větrné energie vyvíjí ve směru vysokého výkonu a dlouhé čepele. Nárůst délky čepele vede ke zvýšení kvality ostří. Statistiky o délce čepele od 10 do 60 m naznačují, že čepel masové zvýší o krychli na délku. Lehký nůž má důležitý vliv na operaci, únava životem a energetických výstupu. Jak čepel vytváří střídavé zatížení jeho gravitační, čepel, samotné a jednotky jsou unaveni. Snižování hmotnosti čepel může snížit kvalitu struktury hub, gondoly, věž a podobně.

Pro velké čepele ztuhlost je velkým problémem. Aby se zajistilo, že ostrý nůž nedotýkal věž pod extrémní zatíÏením, čepel musí mít dostatečnou tuhost. Chcete-li snížit kvalitu čepele a splňovat požadavky na pevnost a tuhost, účinnou metodou je použití uhlíkových vláken vyztužených plastů (CFRP). V tahu modulo CFRP je 2 až 3 krát GFRP. Velké listy s CF výztuží může plně využít jejich vysokou elasticitou a světla váhu. Podle analýzy, CF/GFRP hybridního systému může snížit váhu listů o 20 % ~ 40 %. Plánovitě výzkum financovaný Evropskou EC společnost CF na rotor blade 120 m ¢ mohou účinně snížit celkovou kvalitu o 38 % a také snížit náklady na návrh o 14 % ve srovnání s GF. Další podobné studie analýza také zdůraznil, že kvalita čepel se přidáním že CF se sníží o přibližně 32 % ve srovnání s GF.

V současnosti je na světě největší CF/GFRP hybridní čepel čepel délka 56m, vyvinutý společností Nodex pro pobřežní větrné energie 5MW jednotky. Nodex také vyvinul 43m (9.6t) CF/GFRP lopatky ventilátoru pro onshore 2.5MW jednotky. ENERCON vyvinula CFRP nože pro použití v 4,5 MW větrné turbíny. Zda je lepší CF pro velké čepele je stále kontroverzní. Někteří lidé věří, že zavedení technologie CF v odvětví větrné energie je "zvláštní" a nákladná a je nutno pokud možno. Mnozí projektanti jsou však přesvědčeni, že přírodní pravidlo ukazuje, že délka ostří zvyšuje hmotnost zvyšuje rychleji než solární energie. Proto použití CF nebo CF/GF hybridní vlákna je nutné potlačit nárůst hmotnosti. Ve stejnou dobu s cílem snížit náklady na energii větru, je rovněž nezbytné stanovit delší čepele s dostatečnou tuhostí.

Schopnost používat CFRP ve velkém množství na lopatky ventilátoru závisí na ceně srov. Přestože výkon CFRP je mnohem lepší než GFRP a je nejvíce lehký nůž nebo celá Větrná turbína, cena je také nejdražší. I v případě, že CF cena klesne až 11 USD/Kg, cena čepele připravené CFRP je stále příliš vysoká. Proto jsme nyní zkoumají do hloubky od surovin, technologie, kontrola kvality, atd., s cílem snížit náklady CFRP.

Obecně menší typ čepele (například o délce 22 m) je vyroben z velkého množství levných E-GFRP, pryskyřičné matrici tvoří hlavně Nenasycené polyesterové a vinyl esterové pryskyřice nebo epoxidové pryskyřice mohou být také použity. Větší listy (např. 42 m delší) obecně používají CFRP nebo CF/GFRP a matice pryskyřice je převážně epoxidové pryskyřice.