ITC (Tehnički institut Kanarskih otoka) radi na razvoju novih materijala koji su sposobni odoljeti ekstremnim vremenskim uvjetima kao što su vrućina, hladnoća ili jaki vjetrovi. Svrha je da se ti materijali mogu koristiti u proizvodnji trajnijih i učinkovitijih vjetrenjača, lopatica vjetra i vjetroturbina. Projekt AeroExtreme, koju vodi Siemens Gamesa, zajednički je napor s Ministarstvom gospodarstva, industrije i konkurentnosti i Feder Funds, s namjerom da se produži kroz 2018. godinu.
Jedna od glavnih prijetnji vjetroturbinama, posebno onima smještenim u morskom okolišu, su nepovoljne klime. Ove vjetroturbine suočavaju se s jakim vjetrovima i kontinuiranim udarom čestica koje se prenose velikom brzinom, što uzrokuje značajno trošenje i smanjuje njihovu učinkovitost. Nadalje, nakupljanje prljavštine i mikroorganizama na lopaticama smanjuje njihovu aerodinamičku sposobnost. AeroExtreme je već napravio značajan napredak s materijalima koji su visoko otporni na eroziju i fotokatalitičkim premazima i premazima protiv obraštanja, uz obećanje produljenja životnog vijeka vjetroturbina.
Sastav vjetroturbine
Vjetroturbine su složeni strojevi koji zahtijevaju specijalizirane komponente kako bi se povećala učinkovitost proizvodnje energije. Ima ih na tisuće Vjetroturbine s vodoravnom osi (TEEH) u radu, koji se sastoji od niza glavnih elemenata:
Kula i temelj
Toranj i temelj ključni su za podupiranje vjetroturbine i održavanje njezine stabilnosti. Mogu biti čelične, betonske ili hibridne konstrukcije. Neki tornjevi također uključuju inovativnije materijale kao što su ugljična vlakna, koja su u razvoju za plutajuće i pučinske vjetroturbine. Zategnuti jarbolni tornjevi, koji se koriste u manjim sustavima, također su održive opcije zbog svoje lakoće i prilagodljivosti.
- Čelični i betonski tornjevi: Nude maksimalnu trajnost i najčešće se koriste.
- Hibridne strukture: Kombiniraju nekoliko materijala i rastući su trend.
Rotor
Rotor je ključna komponenta koja pretvara vjetar u rotacijsko gibanje. Oštrice, uglavnom izrađene od stakloplastike ili ugljika, sve su lakše, ali otporne, zahvaljujući novim materijalima kao što su polimeri ojačani vlaknima.
Gondola
U gondoli se nalazi središnji sustav, uključujući generator i mjenjač. AeroExtreme također nastoji poboljšati materijale ove ključne komponente, budući da gondola mora biti u stanju izdržati klimatske i mehaničke varijacije.
Kutija množitelja
Jedna od najvažnijih komponenti vjetroturbine je mjenjač, koji povećava brzinu rotacije lopatica kako bi se mehanička energija pretvorila u visoko učinkovitu električnu energiju. Kutije za umnožavanje moraju biti proizvedene od materijala koji su otporni na habanje i lako se mogu reciklirati. Trenutno koriste biokompoziti i reverzibilne smole biološkog podrijetla koji olakšavaju rastavljanje i recikliranje sustava.
Električna oprema vjetroturbine
Vjetroturbine se ne oslanjaju samo na svoje lopatice i strukturu za proizvodnju energije. Električna oprema još je jedan važan čimbenik koji uključuje generatore, pretvarače energije, senzore i upravljačke sustave koji prate brzinu i smjer vjetra. Razvoj novih senzori To je također prioritet, poboljšanje performansi u nepovoljnim uvjetima.
S druge strane, energija se mora ubrizgati u električnu mrežu, za što moderne vjetroturbine imaju pojedinačno hranjenje, povećavajući pouzdanost vjetroelektrana. Samozacjeljujući premazi i nova ljepila također su dio najnovijih dostignuća usmjerenih na produljenje radnog vijeka ovih sustava.
Prednosti brzih vjetroturbina
Brze vjetroturbine općenito imaju manje lopatica od sporijih, što, iako se može činiti kao nedostatak, omogućuje učinkovitiju kontrolu njihove snage ovisno o vjetru. Budući da su lakši i brži, veličina i cijena sustava su smanjeni, što ih čini ekonomičnijima i lakšima za održavanje. Nedavne studije integrirale su karbonska vlakna i druge napredne kompozitne materijale u svom dizajnu, poboljšavajući omjer čvrstoće i težine svojih ključnih komponenti.
Osim toga, brze vjetroturbine su otpornije u uvjetima olujnog vjetra. To je zato što je, tijekom zaustavljanja rotora, aksijalni potisak manji nego u sporim verzijama.
Ukratko, razvoj novih materijala transformira industriju vjetroturbina. Od integracije polimera ojačanih vlaknima do istraživanja premaza protiv obraštanja, ove inovacije omogućuju stvaranje održivijih vjetroturbina, koje se lakše recikliraju i sposobne su generirati više energije uz manji utjecaj na okoliš. S pojavom biokompozita i rješenja za samoiscjeljivanje, budućnost energije vjetra neprestano se razvija, pružajući prilike za nastavak smanjenja troškova i povećanje održivosti.