Álabes más ligeros para lograr una energía más barata
Existe una gran demanda de álabes grandes de entre sesenta y cien metros para turbinas eólicas. Estos álabes captan más energía, lo cual los hace más viables desde el punto de vista económico, especialmente para aplicaciones en alta mar donde la energía eólica tiene un gran crecimiento. Con el incremento del uso de turbinas más grandes, se están retirando los álabes más pequeños para turbinas eólicas. Ello se debe a que las turbinas más grandes son más eficientes y pueden reducir el coste de la producción energética. «Duplicar la longitud del álabe cuadriplica la energía capturada», afirma Tomas Flanagan, coordinador del proyecto PowderBlade. «Eso genera un gran desafío para aquellos que trabajan en el desarrollo de materiales, ya que alargar el álabe incrementa considerablemente su masa: duplicar la longitud del álabe provoca que aumente su peso casi ocho veces». Por lo tanto, reducir el peso se ha convertido en una de las principales prioridades en el diseño del álabe. El diseño estructural del álabe está estrechamente relacionado con el método de fabricación. Se debe tener en cuenta ambas cosas al tratar de producir un álabe fiable y rentable. El proyecto PowderBlade, financiado con fondos europeos, se propuso disminuir el coste y el peso de los álabes grandes, así como reducir el coste de la producción energética. El proyecto usó la tecnología de compuesto de epoxi en polvo (Composite Powder Epoxy Technology, o C-PET) como una solución novedosa para abordar los desafíos industriales en la fabricación de álabes eólicos más grandes y eficientes.
Menos costes para lograr un álabe más fuerte
PowderBlade se propuso usar la C-PET para maximizar la solidez de los álabes y reducir así en un 20 % el coste de su producción. El equipo probó los laminados compuestos basados en la C-PET y los resultados mostraron que los materiales de epoxi en polvo ofrecen muchos beneficios, como un mejor rendimiento mecánico en comparación con los procesos de fabricación de la competencia. Los investigadores del proyecto también desarrollaron el diseño de un álabe híbrido de carbono y vidrio de sesenta metros, que es más ligero gracias a las mejores propiedades mecánicas de la C-PET.
Producción rápida de un álabe grande
El equipo de PowderBlade se propuso reducir el tiempo necesario para fabricar un álabe grande de cien metros a unas veinticuatro horas mediante el uso de epoxi en polvo y una construcción híbrida de carbono y vidrio. Fabricaron piezas de demostración usando la C-PET, con un ciclo de seis horas para calentar, curar y refrigerar una lámina gruesa fabricada con material de epoxi en polvo. Pudieron demostrar que un álabe grande se puede producir en ocho horas, lo cual es una gran mejora en comparación con el estándar industrial de veinticuatro horas.
Fabricar un producto comercial
A fin de comercializar su proceso de fabricación y los productos, el equipo de PowderBlade desarrolló el RivGen Power System, una turbina marina helicoidal con álabes de fibra de carbono y puntales de fibra de vidrio. «El RivGen Power System es un gran paso adelante para el futuro de la sostenibilidad», explica Flanagan. El sistema se instaló en el río Kvichak en Igiugig (Alaska), para proporcionar electricidad a esta comunidad aislada. «El objetivo a corto plazo es comercializar la tecnología de materiales innovadores en un álabe de sesenta metros. Posteriormente, su validación comercial llevará a utilizar esta tecnología en álabes grandes de hasta cien metros de largo», afirma Flanagan. «Los planes para el futuro incluyen investigar y desarrollar la tecnología para aplicaciones en otros sectores, como embarcaciones, coches, vasijas de presión, puentes de compuesto e, incluso, aplicaciones aeroespaciales».
Palabras clave
PowderBlade, compuesto, álabes, energía eólica, tecnología de compuesto de epoxi en polvo
