Vēja turbīnu lāpstiņu ražošana balstīta uz termoreaktīvo kompozītmateriālu tehnoloģiju. Tomēr termoplastiskie kompozīti piedāvā pārstrādājamību un citas priekšrocības. Ja rotora lāpstiņām tiek izmantoti pastiprināti termoplasti, tie piedāvā ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar termoreaktīviem. Pirmkārt, termoplasti ir plastmasas, kad tās sasilda un saglabā plastika atšķirībā no pastāvīgām termoreaktīvām plastmasām. Tāpēc pēc ekspluatācijas laika termoplastiskās lāpstiņas var veidot apkures un otrreizējās pārstrādes rezultātā. Pieņemot, ka lāpstiņu ražošana katru gadu patērē simtiem tūkstošu tonnu kompozītmateriālu, tas radīs arvien svarīgāku tirgus ieguvumu.
1. Priekšrocības un trūkumi
Priekšrocība 1: pārstrādājams
Tās derīguma termiņa beigās termoplastiskās lāpstiņas var uzkarsēt, lai izveidotu kaut ko pārstrādei.
Priekšrocība 2: īss konservēšanas cikls
Termoplastiņi arī atrisina šķidrumus cietināšanas ciklam, kas tagad palēnina termoreaktīvo lāpstiņu ražošanas ātrumu. Mīklu asmeņus var atlaist apkurei, vēl vairāk paātrinot ražošanas procesu. Sastāvdaļas var kopēt vai pieslēgt, apsildot lokālo saskari un metināšanu. Mazās detaļas var izmantot granulu iesmidzināšanas formu.
Priekšrocība trīs: izturība un stingrība ir lielāka
Armētā termoplastika var būt spēcīgāka nekā termoreaktīvās vielas ar tādu pašu svaru, kā rezultātā tiek iegūta vieglāka struktūra. Plastmasas dizaina optimizācija var radīt dažādas konfigurācijas. Piemēram, projektējot lāpstiņu, lai padarītu to vairāk kā lidmašīnas spārns, kas ir pastiprināts ar riņķiem un sijām, dizaineri var likvidēt daudzus pašreizējos asmeņos esošos strukturālos kodolus. Putuplasta un citi pamatmateriāli absorbē sveķus, pievienojot svaru un izmaksas, un tiem jābūt veidotiem.
Lietošanā tā izturība pret lietus, sniegu utt. Ir labāka par termoreaktīvo plastmasu, un tai parasti ir lielāka bojājuma tolerance un lēnāka plaisa pieaugums. Pateicoties tā ilgstošākam īpašībām, termoplastiem ir labāka triecienizturība un tie parasti ir redzami. Atšķirībā no termoreaktīviem kompozītmateriāliem, tie tiek slēpti laminātiem un uz virsmas nav redzami defekti.
Trūkums 1: slikta izturība pret nogurumu
Armatēto termoplastu noguruma īpašības ir diezgan sliktas, jo ir vājāks savienojums starp šķiedrām un plastmasas matricu. Savienojums starp diviem ir mehāniski. Sakausēšanas procesā matricas sveķu kontūra ap šķiedrvielu, nevis ķīmiskais savienojums. Parastie sakabes aģenti tiek izmantoti, lai uzlabotu stikla šķiedru, oglekļa šķiedru un termoreaktīvo sveķu savienošanu, taču tās nedaudz ietekmē termoplastiskās sveķus.
Trūkums 2: siltuma / mitruma rādītāji parasti ir sliktāki par termoreaktīviem sveķiem
Karstās / mitrās īpašības parasti ir zemākas par termoreaktīvo sveķu īpašībām, jo karstās mitrums izplešas matricu un atbrīvo mehāniskos savienojumus, izraisot matricas molekulu ķēdes slīdēšanu pa šķiedrām. Turklāt lielāko daļu termoplastisko sveķu ir grūti apstrādāt, un to augstāka viskozitāte izkausētā stāvoklī nozīmē, ka augstāka apstrādes temperatūra un konservēšanas spiediens ir vajadzīgi, lai nodrošinātu, ka sveķi var pilnībā iekļūt ilgstošās šķiedras nepārtrauktās šķiedras. Tā kā nepieciešamas metāla veidnes un augsts enerģijas patēriņš, izmaksas pieaug.
2. Pētniecības statuss gan mājās, gan ārzemēs
Ārzemju projekts Eire Composites
Īrijā Golvejas Valsts universitātes apvienotā tehnoloģiju izpētes vienība, Limerikas universitātes pētnieciskā komanda un komerciālā kompānija Eire Composites turpināja pētīt šīs jaunākās tehnoloģijas. Abas universitātes ir plaši pētījušas APLC-12 kompozītus, un Eire Composites ir aktīvi attīstījusi šķidrumu veidošanas tehnoloģiju, lai ražotu termoplastisko kompozītmateriālu vēja turbīnu lāpstiņus un nacelle vākus. Projektā Green Blade Eire Composites sadarbojas (izmantojot savu filiāli EireCompositeTeo), kas ietver Mitsubishi Heavy Industries, Ahlstrom Fiberglass un Cyclics, lai kopīgi izstrādātu un ražotu 12,6 metrus garu asmeņu paraugu un veic testēšanu. Šis darbs, protams, novedīs pie pilna izmēra termoplastisko kompozītmateriālu asmeņu izstrādes un sertificēšanas.
Ārzemju: Dānijas Blade kompānijas jaunais blade tehnoloģiju attīstības projekts BladeKing
Starp vairākiem lielajiem asmens ražotājiem Dānijas uzņēmums LM, kas rūpīgi seko šim darbam, ir pasaulē lielākais vēja turbīnu lāpstiņu ražotājs. Uzņēmums normālos apstākļos diez vai spēj sagatavot asmeņu ražošanu pietiekami ātri, lai izpildītu prasības, tāpēc tā vēlas pusi samazināt pašreizējo ražošanas ciklu un kā daļu no jaunākā blade tehnoloģiju attīstības projekta BladeKing. Uzņēmums ir piesaistījis termoplastu spēju samazināt ražošanas ciklus, un tas var kalpot par iespējamu atslēgu, lai līdz 2015. gadam varētu laist tirgū jaunu plastmasu. Lai ražotu ļoti lielas asmeņus turpmākiem jūras vēja turbīnām, augsti automatizācijas līmeņi ir arī vajadzīgs. Tas ir vēl viens BladeKing projekta uzmanības centrā: izmantojot automātiskās šķiedras plēves vai lentes slāņus, lai paātrinātu šķiedru laminēšanu pelē. RisoDTU un Olborgas universitāte kopā ar LM veica BladeKing projekta izpēti, un Dānijas Nacionālais progresīvo tehnoloģiju fonds veica daļēju sponsorēšanu.
Iekšzemes: Zhongke Hengyuan sadarbojas ar RTP, lai izstrādātu termoreaktīvu stiepli ar garu šķiedru
Hunan Zhongke Hengyuan Vēja enerģētikas Technology Co., Ltd. projektē un ražo nelielas vēja turbīnas, kas piemērotas apgabaliem, kurus nav piegādājis tīkls. Uzņēmums no Amerikas Savienotajām Valstīm RTP Corp izmantoja garas stikla šķiedras pastiprinātas termoplastiskas injekcijas veidņu vēja turbīnu lāpstiņus. Saskaņā ar ziņojumiem uzņēmums sadarbojās ar RTP, lai izstrādātu un izmantotu ļoti garus stiegrotu izstrādājumus, jo tiem ir vislielākā izturības un svara attiecība injekcijas formēšanas materiālos. Ar garu stikla šķiedru pastiprināti materiāli nodrošina augstu moduļu un triecienizturību, saglabājot asmens asmens formu neatkarīgi no vides apstākļiem. Lieliska izmēru stabilitāte var efektīvi novērst asmeņu mainību pret vēja virzienu, kas ievērojami uzlabo turbīnas efektivitāti, īpaši ļoti mitros un ļoti sausos apstākļos.
3. Kopsavilkums
Globālā vēja enerģijas tirgus paātrinātā attīstība ir ļāvusi asmeņu piegādātājiem ne tikai paplašināt savu jaudu, bet arī atrast tehnoloģijas, lai paātrinātu ražošanas procesu, lai apmierinātu nākotnes pieprasījumu. Termoplastisko sveķu potenciālās priekšrocības var palīdzēt tām to panākt, vienlaikus nostiprinot ļoti lielu asmeņu strukturālo iespējamību un atdalot asmeņu atkārtojamību pēc aiziešanas pensijā. Vēja enerģētikas jomā, pateicoties pieaugošajam pieprasījumam, šīs reālās plastmasas var izrādīties revolucionāras tehnoloģijas.
