Innowacyjny system do usuwania lodu z łopat wirników turbin wiatrowych
Istniejące rozwiązania aktywne do usuwania lodu, między innymi poprzez używanie folii oporowych, ogrzewanie wnętrza łopaty gorącym powietrzem, rozpuszczanie lodu impulsami elektrycznymi lub oddzielanie elektryczne, są mało efektywne energetycznie bądź nie są powszechnie dostępne na rynku. Producenci pracują jednak obecnie nad rozwiązaniami do usuwania lodu z łopat przy bardzo niskim poborze mocy. Wcześniejsze prace dotyczące łopat wirników helikopterów wykazały, że wibracje o niskiej częstotliwości bardzo skutecznie zapobiegają oblodzeniu, z wyjątkiem samej krawędzi natarcia. Przyjmując te wyniki za punkt wyjścia, partnerzy finansowanego przez UE projektu DEICE-UT(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Wind turbine blade Anti / De-icing, combined Ultrasonic guided wave and vibration system) zajęli się przezwyciężeniem ograniczeń istniejących metod usuwania lodu z łopat turbin wiatrowych i zapobiegania ich oblodzeniu poprzez zintegrowanie dwóch technik, które pozwoliłyby realizować oba te zadania w temperaturach sięgających -20°C przy użyciu tanich podzespołów i względnie niskim poborze mocy. Prace dotyczą używania wibracji o niskiej częstotliwości do usuwania lodu z płaskich powierzchni łopat oraz ultradźwiękowych fal kierowanych do usuwania lodu z krawędzi natarcia. W ramach systemu DEICE-UT pomyślnie zintegrowano przystosowany do niskich temperatur odbiornik impulsów i układ sterowania mocą wibracji. Skuteczność nowej technologii i potencjał całego systemu sprawdzono podczas cyklu testów przeprowadzonych w komorze testów środowiskowych MIRA. Do testów przygotowano dwa rodzaje części: wycinek pełnowymiarowej łopaty turbiny wiatrowej do testów skuteczności wibracji o niskiej częstotliwości oraz model w małej skali do sprawdzenia skuteczności ultradźwiękowego usuwania lodu z krawędzi natarcia. Podczas testów pomyślnie sprawdzono skuteczność systemu dla różnych typów oblodzenia, co pozwoliło badaczom potwierdzić efektywność obu technologii i potencjał całego systemu DEICE-UT. Zastosowanie systemu DEICE-UT pozwoli zwiększyć niezawodność i sprawność energetyczną turbin wiatrowych w zimnych klimatach, a jednocześnie zmniejszyć ryzyko wyłączania turbin przy pogodzie powodującej oblodzenie. To z kolei będzie oznaczać większą żywotność łopat i minimalizację strat finansowych.
Słowa kluczowe
Turbina wiatrowa, zapobieganie oblodzeniu, usuwanie oblodzenia, ultradźwiękowe fale kierowane, wibracje o niskiej częstotliwości
