211service.com
GE ma nadzieję, że pomysł na turbinę wiatrową z tkaniny będzie latać
GE ma nadzieję, że turbiny wiatrowe staną się znacznie tańsze i otworzy nowe sposoby ich projektowania, rezygnując ze sztywnych łopat z włókna szklanego, których obecnie używa, na rzecz łopatek turbin wykonanych z tkaniny. GE twierdzi, że projekt, który niedawno otrzymał prawie 4 miliony dolarów od amerykańskiej Agencji ds. Zaawansowanych Projektów Badawczych ds. Energii, może obniżyć koszty łopat turbiny wiatrowej o 40 procent.
Ostrze z materiału: Ta ilustracja pokazuje, jak może wyglądać przekrój poprzeczny ostrzy z tkaniny GE. Tkanina zostanie naciągnięta na kompozytową ramę (jasnoszary) i centralny dźwigar (żółty i zielony).
Jednym ze sposobów na obniżenie kosztów energii wiatrowej jest budowa większych turbin. Ale w miarę jak łopaty stają się coraz większe, rosną również koszty ich wykonania, mówi Wendy Lin, główny inżynier w GE. To kompensuje niektóre zalety większych turbin. Wiemy, że naprawdę musimy dokonać drastycznych zmian w sposobie wytwarzania tych ostrzy, aby obniżyć koszty systemu, mówi.
GE zamierza wykorzystać tkaninę, która znacznie różni się od wytrzymałych tkanin stosowanych obecnie w architekturze (np. na dach lotniska w Denver) lub na szybowcach. Takie projekty wykorzystują poliester, który nie byłby wystarczająco trwały dla turbin wiatrowych, mówi Lin. Zamiast tego GE planuje używać tkanin na bazie szkła. Rzeczywiście, nawet obecne łopaty turbin wiatrowych z włókna szklanego zaczynają się od tkaniny szklanej. Ostrza usztywnia się poprzez spojenie tkaniny sztywną żywicą z tworzywa sztucznego. GE planuje zamiast tego użyć miękkiej, gumowatej żywicy, która pozwoli tkaninie zachować pewną elastyczność. Ta elastyczność sprawi, że będzie on bardziej wytrzymały niż sztywne włókno szklane, co z kolei pozwoli GE na zużywanie mniejszej ilości materiału, redukując koszty materiałów i wagę.
Projekt wymaga ramy, która jest podobna do dźwigarów i żeber używanych w skrzydłach samolotów. Tkanina jest naciągnięta na tę ramę. Taka konstrukcja może być znacznie tańsza w produkcji niż ostrza z włókna szklanego, które wymagają kształtów tak dużych, że pracownicy chodzą wewnątrz nich i układają warstwy włókna szklanego. W tym pracochłonnym procesie jest dużo miejsca na błędy, dlatego potrzebni są wysoko wykwalifikowani i kosztowni pracownicy.
Nowy projekt nie będzie wymagał dużych, drogich form, a ostrza mogłyby być wykonane w bardziej zautomatyzowany sposób.
Jeśli GE może obniżyć koszty łopat o 40 procent, obniżyłoby to ogólne koszty turbin wiatrowych nawet o 10 procent. Korzyści mogą wykraczać poza tę redukcję kosztów, ponieważ łopaty oparte na tkaninie mogą pozwolić na nowe projekty, w tym łopaty, które zmieniają kształt, aby dostosować się do zmieniających się warunków wiatrowych. Nowe metody produkcji wyeliminowałyby również ograniczenia dotyczące rozmiaru łopat narzucone przez trudności w transporcie długich, szerokich łopat, czyniąc większe turbiny wiatrowe praktycznymi (patrz Potężna turbina wiatrowa i Budowanie większych, lepszych turbin wiatrowych). GE twierdzi, że może ostatecznie montować ostrza na miejscu, a nie w fabryce.
W ramach programu ARPA-E GE określi, jak najlepiej wykonać łopaty, analizując takie kwestie, jak mocowanie tkaniny do ramy. Lin mówi, że to nie będzie spacer po parku, żeby to zadziałało. Ale zidentyfikowaliśmy ryzyko.