风力涡轮机叶片是什么做的?

作为全球转向的重要组成部分可再生能源、风力涡轮机和规模继续增长在使用。今天的陆上风力发电机塔超过300英尺高,支持164英尺长,叶片产生每年600万千瓦时的电力。因为功率增加而长叶片,该计划是让巨大的结构更大在未来几年。

创建一个持久的、有效的机制这些巨大wind-catching叶片轴承是具有挑战性的。虽然塔是一个重型钢管支持,叶片由聚合物;玻璃纤维混合了绑定。复合是轻量级的强大,使叶片旋转减少风力和减压塔。

不幸的是,的风力涡轮机叶片材料不一样的绿色能源。临终处理创造了独特的问题近年来环保行业领袖。回收的机会和新颖的设计是当前的焦点推动管理不断增长的可持续性问题。

风力涡轮机叶片是什么做的?

最常见的配置在岸和离岸风力涡轮机是水平轴风力涡轮机(HAWT)。这些功能2 - 3气动叶片安装在转子上。连接到发电机转子在一个水平的发动机舱。坐上塔,发动机舱保持叶片旋转指向逆风或顺风需要让他们操作。

风力涡轮机叶片包括几个材料来提高稳定性,减肥,并添加保护。壳牌和石膏帽、叶层的支持,包括玻璃纤维网格与树脂粘结。老叶片利用聚酯树脂,但大多数行业转向环氧树脂的涡轮机越来越大。

叶片内部结构梁的箱形梁或剪切网。有两个平行焊接层之间填充腔的外壳给他们支持。

其他风力涡轮机叶片层包括:

三个独立的组件结合在一起,形成一个风力涡轮机blade-two减速伞,紧密围绕一个剪切网络。纤维坐在模具填充树脂真空下,创建的两半壳。叶片装配前然后经过高温固化过程。通过质量检查后,组装叶片可以去风农场。

玻璃纤维复合材料替代

玻璃纤维是主要的材料提供轻量级的结构由于其成本效益。但随着技术的发展和涡轮叶片大小的增加,需要更多的耐用的材料是新兴的。制造商已经测试了几种不同的纤维改善叶片强度,包括:

最具吸引力的替代碳纤维,已经出现在梁帽,剪切网和其他刀片组件。碳纤维具有较低的密度和更大的刚度和抗疲劳强度。它可以使叶片大,更轻,更持久。

尽管有明显的优势,碳纤维没有被更大的使用,因为其成本。大多数制造商限制其包含梁帽,但新的碳纤维采购可能允许其扩展使用。

一个可行的选择是一个沉重的拖碳纤维从丙烯酸纤维在纺织工业中使用。它比行业标准碳纤维,但便宜57%提供抗压强度增加了56%。比玻璃纤维坚固,这种碳纤维可以降低疲劳而提供刀片质量减少了25%。

风力涡轮叶片的寿命是什么?

风力涡轮机叶片持续25 - 30年。碳纤维可以延长刀片的寿命因为碳纤维梁帽持续63年。玻璃纤维具有典型的寿命只有32年。

不过,玻璃纤维是当前风力涡轮机叶片王建设,因为它以来风力涡轮机在1990年代开始流行起来。许多原始的风力发电机和叶片接近的25年的寿命。具有讽刺意味的是,这些“环保”能源正在创造新的下来浪费问题。

风力涡轮机叶片可回收吗?

风力发电机主要是金属。多达79%的涡轮质量是钢铁,而铁、铜和铝占另一个6 - 20%。帧之间的金属出现在整个涡轮,传动装置,电子产品。幸运的是,大部分的这些部分可回收结构时准备更换。

因为他们由玻璃纤维复合材料,叶片远没有容易重新其余的风力涡轮机。大多数存储或掩埋。大机刀片削减成碎片现场让他们更容易运输垃圾填埋场的最后安息之地。

未来的风力涡轮机叶片回收

现在,在美国每年大约有8000叶片下来,每个重达7 - 8吨,跨度超过150米。渴望今天抽出更多的权力,供应商正在取代他们中的许多人更早。叶片可能只是服务了10年之前为更高级的模型。

随着越来越多的涡轮机每年下来,公司设定目标,寻找创新的方法来减少固有的浪费:

另一个领域的探索涉及使风力涡轮叶片材料更环保。一个有趣的例子是西门子的RecyclableBlade Gamesa公司已经在使用。刀片使用一种新型环氧树脂,可以在低温下溶解。树脂分解后,制造商可以分离和重新各种纤维,金属,和其他组件,以及粘合剂本身。

最终的想法

风力发电项目的增长每年12%的平均水平从2010 - 2020。仅次于全球发电水力发电,风力发电是发展最快的能源行业之一。在2020年,它占了50%的新清洁能源装置。鉴于其重要作用达到零,解决叶片可持续性问题是至关重要的。

维斯塔斯这样的公司、通用电气和西门子Gamesa公司正在接电话。从创意再利用旧的刀片在新模式创新的可回收材料,解决方案来达到循环经济宜早不宜迟。

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特色图片来源:b1-foto Pixabay