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Reliable optimal use of materials for wind turbine rotor blades (OPTIMAT BLADES)

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Pale per turbine a vento più grandi e robuste

Per costruire pale per turbine a vento più grandi, bisogna prima pensare piccolo, perché le piccole fessurazioni possono allargarsi col tempo e provocarne la rottura. Il Risoe National Laboratory ha sviluppato e validato strumenti di modellizzazione che aiutano in questo processo.

Energia

La domanda di turbine a vento più grandi sta aumentando, e continuerà ad aumentare man mano che gli stati dell'Unione europea cercheranno di allinearsi ai sempre più severi limiti sulle emissioni di biossido di carbonio. Per ridurre il peso delle pale conservando però la robustezza necessaria a sopportarne l'accresciuto peso, i fabbricanti stanno pensando ad avanzati materiali polimerici compositi. Con il progetto OPTIMAT BLADES, il Quinto programma quadro ha sostenuto importanti ricerche nel settore. L'RNL (Risoe National Laboratory), un partner OPTIMAT BLADES fortemente coinvolto nella ricerca di fonti energetiche alternative, ha studiato i problemi di fatica e rottura di questa componente. Il lavoro dell'RNL si basa sull'uso del FEM (Finite Element Method) e delle simulazioni Monte Carlo per modellizzare stress e deformazioni a scala estremamente piccola. Queste tecniche hanno permesso di calcolare l'ISV (Internal State Variable) teorica. Contemporaneamente sono state condotte prove di laboratorio per misurare l'ISV di differenti meccanismi di danno (ad esempio la frattura progressiva della fibra). L'interpretazione e il confronto tra ISV modellizzata e ISV misurata hanno permesso di affinare l'approccio alla modellizzazione meccanica a micro scala. L'RNL ha chiesto il copyright della sua ricerca OPTIMAT BLADES, che può essere usata dai produttori di pale per risolvere flussi progettuali e limiti dei materiali in fase di prototipazione.

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