Skip to main content

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

Article Category

Article available in the folowing languages:

Bardziej niezawodna technologia turbin wiatrowych

Z powodu braku wytycznych co do napraw struktur kompozytowych łopatek turbin wiatrowych w ramach projektu OPTIMAT BLADES przeprowadzono obszerne badanie dotyczące aktualnie stosowanych metod naprawy. Ich zastosowanie do wadliwych części z tworzyw wzmocnionych włóknem może pomóc uniknąć odrzucania produktów w trakcie wytwarzania i przedłużyć czas ich użytkowania.

Energia

Aby wykorzystać potencjał energii wiatru, konieczne będzie opracowanie większych turbin wiatrowych i wykorzystanie w większym stopniu lokalizacji morskich. Z drugiej strony zwiększa się zapotrzebowanie na niezawodne łopatki o optymalnej strukturze, ponieważ wzrastają inwestycje finansowe wymagane do zwiększenia rozmiaru i wydajności generatorów napędzanych turbinami wiatrowymi. W ramach europejskiego projektu badawczego OPTIMAT BLADES przeprowadzono badanie dotyczące stosowanych technik naprawy wadliwych części wykonanych z materiałów kompozytowych. W wielu przypadkach okazało się, że są one nieodpowiednie, ponieważ do przywrócenia integralności strukturalnej uszkodzonych części konieczne jest początkowe utworzenie modelu uszkodzenia. Ponadto wyniki prostej analizy naprężeń w celu określenia stopnia utraty integralności strukturalnej mogą prowadzić do określenia najlepszego programu naprawy. Mówiąc bardziej szczegółowo, przemysłowi partnerzy projektu skoncentrowali się na defektach struktury spowodowanych błędami podczas produkcji, a nawet naturalną niejednorodnością materiału kompozytowego. Mimo że struktury kompozytowe są pod wieloma względami lepsze od materiałów konwencjonalnych, są też podatne na uszkodzenia wynikające z kontaktu mechanicznego lub wpływów środowiskowych. Pierwszym zagadnieniem, na którym pracowali badacze, była ocena, czy te wady są przyczyną obniżenia pozostałej wytrzymałości struktury poniżej akceptowanego poziomu oraz czy będą się one powiększać podczas użytkowania. Następnym etapem była ocena napraw za pomocą łat używanych w celu głównej regeneracji strukturalnej, co w zasadzie wymaga zastąpienia utraconej ścieżki obciążenia nowym materiałem połączonym ze strukturą macierzystą. Naprawy z użyciem łat zewnętrznych mocowanych za pomocą spoiw okazały się łatwe do wykonania w terenie i, co ważne, ich efekty były pomyślne, w zależności od wymagań dotyczących naprężeń w danym obszarze. Natomiast zaletą naprawy z użyciem łaty płaskiej jest jednolite rozłożenie naprężenia ścinającego w warstwie kleju. Ta metoda jest szczególnie przydatna przy zewnętrznych naprawach grubych laminatów. Najważniejsze wnioski mogą stanowić podstawę dla rozległych badań doświadczalnych, których wyniki można będzie wykorzystać podczas wyboru odpowiednich technik naprawy łopatek turbin wiatrowych.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania