Vật liệu tổng hợp cho các công nghệ năng lượng

Thị trường năng lượng gió từ lâu đã đứng như một trong những trường được sử dụng rộng rãi nhất cho các vật liệu composite. Trong những ngày đầu, các trang trại gió thương mại đã sử dụng các lưỡi composite sợi thủy tinh có chiều dài từ 10 đến 15 mét. Tuy nhiên, trong các tuabin gió ngoài khơi hiện đại, chiều dài lưỡi đã tăng lên 65 đến 80 mét, và thậm chí dài hơn, được minh họa bằng việc giới thiệu các lưỡi tuabin gió ngoài khơi của Vestas vào năm 2021, đạt chiều dài đáng kinh ngạc 115 mét. Khi kích thước tuabin gió tiếp tục mở rộng, các vật liệu gia cố bằng sợi carbon đã bắt đầu được tích hợp vào các nắp sóng chính của lưỡi để giảm trọng lượng và tăng cường độ cứng.

Các nỗ lực nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực năng lượng gió ngoài khơi đang tích cực khám phá việc sử dụng các vật liệu composite trong các nền tảng tuabin gió nổi. Các nền tảng này có thể được lắp đặt ở các khu vực ngoài khơi sâu, mở rộng phạm vi địa lý của việc phát điện gió so với các tua -bin móng cố định.

Lưỡi dao tua-bin đóng vai trò là thành phần quan trọng và tốn nhiều chi phí nhất trong các hệ thống năng lượng gió, chiếm 20% đến 30% tổng chi phí. Thông thường được chế tạo từ các vật liệu composite được gia cố vải, các lưỡi này mang lại những lợi thế như cường độ cao, tự nhiên nhẹ, kháng ăn mòn, quy trình sản xuất đơn giản và bảo trì dễ dàng. Trong khi sợi thủy tinh thường được sử dụng, kết hợp các sợi hiệu suất cao nhưSợi carbon và KevlarCó thể tăng cường hơn nữa hiệu suất lưỡi, mặc dù với một số gia tăng chi phí.

Sự kết hợp của các vật liệu composite sợi carbon trong lưỡi tuabin gió mang lại nhiều lợi thế: thứ nhất, làm giảm đáng kể trọng lượng lưỡi làm giảm nguy cơ tiếp xúc với tháp lưỡi; Thứ hai, nó tăng cường hiệu quả chuyển đổi năng lượng gió, cho phép các hệ thống phát điện gió sản xuất nhiều điện hơn; Cuối cùng, nó nâng cao khả năng thích ứng của lưỡi dao, cho phép sự ổn định và hiệu quả trong điều kiện thời tiết bất lợi, đồng thời cung cấp khả năng chống ăn mòn vượt trội và khả năng thích ứng với một loạt các thay đổi môi trường.