ITC (Institutul Tehnic al Insulelor Canare) lucrează la dezvoltarea de noi materiale capabile să reziste la condiții meteorologice extreme, cum ar fi căldura, frigul sau vânturile puternice. Scopul este de a putea folosi aceste materiale la fabricarea de mori de vânt, pale eoliene și turbine eoliene mai durabile și mai eficiente. Proiectul AeroExtreme, condus de Siemens Gamesa, este un efort comun cu Ministerul Economiei, Industriei și Competitivității și Fondurile Feder, cu intenția de a se extinde pe tot parcursul anului 2018.
Una dintre principalele amenințări la adresa turbinelor eoliene, în special a celor situate în medii marine, este climatul nefavorabil. Aceste turbine eoliene se confruntă cu vânturile puternice și impactul continuu al particulelor transportate la viteză mare, care generează uzură semnificativă și le reduce performanța. Mai mult, acumularea de murdărie și microorganisme pe lame reduce capacitatea aerodinamică a acestora. AeroExtreme a făcut deja progrese semnificative cu materiale foarte rezistente la eroziune și acoperiri fotocatalitice și antifouling, cu promisiunea de a crește durata de viață a turbinelor eoliene.
Constituirea unei turbine eoliene
Turbinele eoliene sunt mașini complexe care necesită componente specializate pentru a maximiza eficiența generării de energie. Sunt mii de Turbine eoliene cu axă orizontală (TEEH) în funcțiune, care sunt alcătuite dintr-o serie de elemente principale:
Turn și fundație
Turnul și fundația sunt esențiale pentru a susține turbina eoliană și pentru a-i menține stabilitatea. Pot fi structuri tubulare din oțel, beton sau hibride. Unele turnuri includ, de asemenea, materiale mai inovatoare, cum ar fi fibra de carbon, care este în curs de dezvoltare pentru turbinele eoliene plutitoare și offshore. Turnurile de catarg tensionate, utilizate în sisteme mai mici, sunt, de asemenea, opțiuni viabile datorită ușurinței și adaptabilității lor.
- Turnuri din oțel și beton: Acestea oferă durabilitate maximă și sunt cele mai utilizate.
- Structuri hibride: Combină mai multe materiale și reprezintă o tendință în creștere.
rotor
Rotorul este componenta cheie care transformă vântul în mișcare de rotație. Lamele, în general realizate din fibră de sticlă sau carbon, sunt din ce în ce mai ușoare, dar rezistente, datorită noilor materiale precum polimeri armați cu fibre.
Gondola
Nacela găzduiește sistemul central, inclusiv generatorul și cutia de viteze. AeroExtreme urmărește, de asemenea, să îmbunătățească materialele acestei componente esențiale, deoarece nacela trebuie să fie capabilă să reziste la variațiile climatice și mecanice.
Casetă multiplicatoare
Una dintre cele mai importante componente ale unei turbine eoliene este cutia de viteze, care mărește viteza de rotație a palelor pentru a converti energia mecanică în energie electrică foarte eficientă. Cutiile multiplicatoare trebuie fabricate din materiale care rezista la uzura si sunt usor reciclabile. În prezent, folosesc biocompozite și rășini reversibile de origine biologică care facilitează demontarea și reciclarea sistemului.
Echipament electric al unei turbine eoliene
Turbinele eoliene nu se bazează doar pe palele și structura lor pentru a genera energie. Echipamentul electric este un alt factor important care include generatoare, convertoare de putere, senzori și sisteme de control care monitorizează viteza și direcția vântului. Dezvoltarea de noi senzori De asemenea, este o prioritate, îmbunătățirea performanței în condiții nefavorabile.
Pe de altă parte, energia trebuie injectată în rețeaua electrică, pentru care au turbinele eoliene moderne alimentatie individuala, crescând fiabilitatea parcurilor eoliene. Acoperirile cu auto-vindecare și noii adezivi fac, de asemenea, parte din cele mai recente dezvoltări axate pe extinderea duratei de viață a acestor sisteme.
Avantajele turbinelor eoliene rapide
Turbinele eoliene rapide au, în general, mai puține pale decât omologii lor mai lente, ceea ce, deși poate părea un dezavantaj, permite un control mai eficient al puterii lor în funcție de vânt. Fiind mai usoare si mai rapide, dimensiunea si costul sistemului sunt reduse, facandu-le mai economice si mai usor de intretinut. Studiile recente s-au integrat fibre de carbon și alte materiale compozite avansate în designul lor, îmbunătățind raportul rezistență-greutate al componentelor lor cheie.
În plus, turbinele eoliene rapide sunt mai rezistente în condiții de vânt cu rafale. Acest lucru se datorează faptului că, în timpul opririlor rotorului, forța axială este mai mică decât în versiunile lente.
Pe scurt, dezvoltarea de noi materiale transformă industria turbinelor eoliene. De la integrarea polimerilor ranforsați cu fibre până la cercetarea acoperirilor antifouling, aceste inovații permit crearea de turbine eoliene mai durabile, mai ușor de reciclat și capabile să genereze mai multă energie cu un impact mai mic asupra mediului. Odată cu apariția biocompozitelor și a soluțiilor de auto-vindecare, viitorul energiei eoliene evoluează continuu, oferind oportunități de a continua reducerea costurilor și creșterea durabilității.