Ľahká konštrukcia lopatiek rotora (výskum) - technológie pre efektívne využívanie zdrojov v EÚ

V rámci projektu WALiD pracuje konzorcium 11 spoločností zo 7 krajín EÚ na vývoji nových termoplastických kompozitov na použitie v lopatkách rotorov veterných turbín na mori. Vylepšenie konštrukcie a materiálu je určené na zníženie hmotnosti listov rotora a tým predĺženie predpokladanej životnosti. Okrem toho, na rozdiel od bežne používaných materiálov na báze termosetu, by termoplastické kompozity mali byť recyklovateľné. Štvorročný výskumný projekt sa zaoberá rôznymi oblasťami listu rotora.

lopatiek

Hrot listu rotora

Zníženie hmotnosti na špičke listu rotora vedie k menšiemu zaťaženiu spojenia listu a má veľký vplyv na celkovú hmotnosť listu rotora.

Listový vonkajší kryt

S cieľom znížiť váhu v celej štruktúre listu bude projekt skúmať najväčšie komponenty vonkajšej obálky listu, ktorú tvorí sendvičová štruktúra. V projekte WALiD sa používajú nové modifikované termoplastické zmesi pre materiály sendvičového jadra, ako aj krycie vrstvy, ktoré spĺňajú požiadavky na použitie vo veľkých pobrežných systémoch. Za týmto účelom sa skúma integrácia nanočastíc a vlákien na dosiahnutie vyššej pevnosti materiálu.

Vnútorná štruktúra

V projekte sa tiež optimalizuje vnútorné spojenie dvoch sendvičových štruktúr vonkajšieho plášťa. Za týmto účelom sa skúmajú nové prístupy k dizajnu, ktoré sa implementujú s termoplastickými materiálmi. Kombinácia termoplastických pien s optimalizovanými vláknovými kompozitnými materiálmi ako krycích vrstiev zaisťuje zníženie hmotnosti a nové možnosti výroby.

Poťahovanie

Lopatky rotora vyrobené z termoplastov vystužených vláknami vyžadujú dodatočnú ochranu pred znečistením životného prostredia, ako je erózia, obrusovanie, znečistenie a námraza. U veterných turbín na mori je erózia spôsobená najmä nárazom kvapiek, ktoré si vyžadujú povlak gumového charakteru, ktorý však musí mať povrch odolný proti poškriabaniu. Pracovný balík WALiD obsahuje definíciu povlaku s optimálnymi vlastnosťami. Súčasne sa vyvíjajú termoplastické povlaky s anizotropickým charakterom. Osobitná pozornosť sa venuje priľnavosti, pretože náter musí priľnúť k termoplastickým kompozitom.

Pripojenie čepele

Spojenie čepele musí niesť najväčšie zaťaženie. Ohybový moment je najväčší v bode spojenia medzi listom rotora a ložiskom, a preto je v tomto bode nevyhnutná pružnosť a pevnosť. V projekte WALiD by optimálne použitie jednosmernej vláknovej výstuže (vrstvy UD) malo viesť k vylepšeným koncepciám spojenia. So zmeneným zložením materiálu je možné preskúmať aj nové koncepty návrhu, ktoré sa skúmajú v rámci projektu.