وقد تم تصنيع ريش التوربينات الريحية على أساس تكنولوجيا مركب حراري. ومع ذلك ، المواد المركبة بالحرارة توفر قابلية إعادة التدوير وغيرها من المزايا. عندما يتم استخدام اللدائن الحرارية المقواة لإنتاج ريش الدوار ، فإنها توفر مزايا كبيرة على الترمس. أولاً ، اللدائن الحرارية بلاستيكية عند تسخينها واحتفاظها باللدونة بخلاف اللدائن الحرارية الدائمة. لذلك ، في نهاية عمر الخدمة ، يمكن أن تصنع ريش البلاستيك بالحرارة عن طريق التسخين وإعادة التدوير. بافتراض أن صناعة الشفرة الآن تستخدم مئات الآلاف من الأطنان من المواد المركبة كل عام ، فإن ذلك سيخلق فائدة سوقية متزايدة الأهمية.
1. مزايا وعيوب
ميزة 1: قابلة لإعادة التدوير
في نهاية العمر الإنتاجي ، يمكن تسخين ريش البلاستيك بالحرارة لتشكيل شيء لإعادة التدوير.
ميزة 2: دورة علاج قصيرة
كما أن اللدائن الحرارية تحل العقبات التي تعترض دورة المعالجة ، والتي تبطئ الآن سرعة إنتاج شفرات الحراره. يمكن تشذيب الريش المصبوبة تحت التسخين ، مما يزيد من سرعة عملية الإنتاج. يمكن معالجة المكونات أو توصيلها عن طريق تسخين الواجهة المحلية واللحام. يمكن استخدام أجزاء صغيرة صب حقن بيليه.
ميزة ثلاثة: القوة والصلابة أعلى
يمكن أن تكون اللدائن الحرارية المقواة أقوى من الثيرموسيت في نفس الوزن ، مما ينتج عنه بنية أخف. يمكن أن يؤدي تحسين تصميم الشفرة لهذه المواد البلاستيكية إلى تكوينات مختلفة. على سبيل المثال ، من خلال تصميم شفرة لجعلها أشبه بجناح الطائرة ، معززة بالأضلاع والعوارض ، يمكن للمصممين إزالة العديد من النوى الهيكلية المستخدمة حاليًا في الشفرات. تمتص الرغاوي والمواد الأساسية الأخرى الراتنج ، مما يضيف الوزن والتكلفة ، ويجب أن يكون على شكل.
في الاستخدام ، مقاومتها للمطر والثلوج ، وما هو أفضل من ذلك من البلاستيك بالحرارة ، وعادة ما يكون أعلى الضرر والتسامح أبطأ نمو الشقوق. نظرًا لخصائصه الطويلة ، فإن اللدائن الحرارية تتمتع بمقاومة تأثير أفضل وتميل إلى إظهار خدوش مرئية. بخلاف المركبات الحرارية ، مخبأة في شرائح ولا تظهر عيوب على السطح.
العيب 1: مقاومة التعب السيئة
خصائص التعب من اللدائن الحرارية المقواة ضعيفة إلى حد ما بسبب ضعف الاتصال بين الألياف والمصفوفة البلاستيكية. الاتصال بين الاثنين هو الميكانيكية. إنه تقلص راتنج المصفوفة حول الألياف أثناء عملية المعالجة ، وليس الارتباط الكيميائي. تستخدم عوامل الربط التقليدية لتحسين ترابط الألياف الزجاجية ، ألياف الكربون ، والراتنجات بالحرارة ، ولكن لها تأثير ضئيل على راتنجات البلاستيك الحراري.
الحرمان 2: الأداء الحراري / المبلل هو بشكل عام أسوأ من راتنج thermoset
تكون الخصائص الساخنة / الرطبة أقل بشكل عام من تلك الخاصة بالراتنجات الحرارية ؛ لأن الرطوبة الساخنة توسع المصفوفة وتحل الروابط الميكانيكية ، مما يؤدي إلى انزلاق سلاسل الجزيئات المصفوفة على طول الألياف. بالإضافة إلى ذلك ، يصعب معالجة معظم راتنجات البلاستيك بالحرارة ، وتعني لزوجتها الأعلى في الحالة المنصهرة أن درجات الحرارة العالية للمعالجة وضغط المعالجة مطلوبة لضمان أن الراتينج يمكن أن يخترق تمامًا في ألياف مستمرة طويلة الألياف. بسبب الحاجة إلى قوالب معدنية واستهلاك الطاقة العالية ، ترتفع التكلفة.
2. وضع البحوث في الداخل والخارج
أجنبي: مشروع الشفرة الخضراء لمركبات Eire
في أيرلندا ، قامت وحدة أبحاث التكنولوجيا المركبة في جامعة ولاية غالواي ، وفريق البحث في جامعة ليمريك ، وشركة Eire Composites التجارية بدراسة أحدث هذه التكنولوجيا. وقد درست كلا الجامعتين على نطاق واسع مركّبات APLC-12 ، كما عملت Eire Composites بنشاط على تطوير تكنولوجيا تشكيل السوائل لإنتاج شفرات توربينات الرياح المركبة بالخرسانة الحرارية وأغطية الكنة. في مشروع Green Blade ، تقود Eire Composites تعاونًا (من خلال شركتها الفرعية EireCompositeTeo) ، والتي تشمل Mitsubishi Heavy Industries و Ahlstrom Fiberglass و Cyclics ، لتطوير وتصميم مشترك لعينة شفرة يبلغ طولها 12.6 متر ، وإجراء الاختبار. سيؤدي هذا العمل بطبيعة الحال إلى التطوير المستقبلي وإصدار الشهادات للشفرات المركبة بالحرارة الكاملة الحجم.
أجنبي: مشروع تطوير تكنولوجيا الشفرة الجديدة لشركة BladeKing
من بين العديد من الشركات المصنعة للشفرات الكبيرة ، فإن الشركة الدنماركية LM ، التي تتابع عن كثب هذا العمل ، هي أكبر مصنع في العالم لريش توربينات الرياح. لا يمكن للشركة في ظل الظروف العادية أن تجعل إنتاج الشفرات سريعًا بما يكفي لتلبية المتطلبات ، لذلك فهي تريد خفض دورة الإنتاج الحالية إلى النصف ، وكجزء من أحدث مشروع تطوير تقنية الشفرة BladeKing. وقد اجتذبت الشركة قدرة اللدائن الحرارية على تقليل دورات الإنتاج ، ويمكن أن تكون بمثابة مفتاح محتمل لإدخال البلاستيك الجديد إلى السوق بحلول عام 2015. ومن أجل إنتاج ريش كبيرة جدًا لتوربينات الرياح البحرية المستقبلية ، فإن مستويات عالية من الأتمتة هناك حاجة أيضا. هذا هو محور آخر لمشروع BladeKing: استخدام طبقات الألياف أو طبقات الشريط الآلي لتسريع التصفيح للألياف في القالب. أجرت جامعة RisoDTU وجامعة Aalborg بحثًا حول مشروع BladeKing بالتعاون مع LM ، وقدم الصندوق الدنماركي الوطني للتكنولوجيا المتقدمة رعاية جزئية.
المحلي: تتعاون Zhongke Hengyuan مع RTP لتطوير شفرات بالحرارة طويلة مدعومة بالألياف
هونان تشونغكه Hengyuan طاقة الرياح صناعة التكنولوجيا المحدودة مصممة وتصنيع توربينات الرياح الصغيرة مناسبة للمناطق التي لا توفرها الشبكة. وتستخدم الشركة اللدائن الحرارية المقواة بألياف زجاجية طويلة من شركة RTP Corp في الولايات المتحدة لحقن ريش التوربينات الريحية المصبوبة. ووفقا للتقارير ، تعاونت الشركة مع RTP لتطوير واستخدام منتجات الألياف المقواة طويلة جدا لأن لديها أعلى نسبة القوة / الوزن في مواد صب الحقن. توفر المواد المقواة بالألياف الزجاجية الطويلة مستوى عال من المقاومة ومقاومة التأثير ، مما يحافظ على شكل الشفرة بغض النظر عن الظروف البيئية. يمكن أن يساعد الثبات البعد الممتاز على منع الشفرات من تغيير زاوية الرياح ، مما يحسن كفاءة التوربين بشكل كبير ، خاصة في الظروف الرطبة والجافة جدًا.
3. ملخص
وقد أتاح التطور المتسارع لسوق طاقة الرياح العالمية لموردي الشفرات توسيع نطاق قدراتهم فحسب ، بل أيضا لإيجاد تكنولوجيات لتسريع عملية الإنتاج لتلبية الطلب في المستقبل. يمكن أن تساعد المزايا المحتملة لراتنجات البلاستيك بالحرارة على تحقيق ذلك ، بينما تعمل أيضًا على تعزيز الجدوى الهيكلية للشفرات الكبيرة جدًا وحسم استنساخ الشفرات بعد التقاعد. بالنسبة لمجال طاقة الرياح ، يمكن لهذه اللدائن الحقيقية أن تثبت أنها تقنية ثورية بسبب الطلب المتزايد.
