Verbundwerkstoffe für Energietechnologien

Der Markt für Windenergie war lange als eines der am weitesten verbreiteten Felder für Verbundwerkstoffe. In den frühen Tagen verwendeten kommerzielle Windparks Glasfaserverbundblätter mit einer Länge von 10 bis 15 Metern. In modernen Offshore-Windturbinen haben sich die Klingenlängen jedoch auf 65 bis 80 Meter erhöht und sogar länger veranschaulicht, beispielhaft durch die Einführung von Vestas 'V236-15,0 MW Offshore-Windkraftanlagen im Jahr 2021, die eine erstaunliche Länge von 115 Metern erreichte. Mit der Erweiterung von Windkraftanlagen wurden in die Hauptdampfkappen von Blättern integriert, um das Gewicht zu verringern und die Steifheit zu verbessern.

Forschungs- und Entwicklungsbemühungen im Offshore -Windenergiesektor untersuchen aktiv die Nutzung von Verbundwerkstoffen in schwimmenden Windkraftanlagen. Diese Plattformen können in tiefen Offshore -Gebieten installiert werden, wodurch der geografische Umfang der Windenergieerzeugung im Vergleich zu festen Fundament -Turbinen erweitert wird.

Windkraftanlagen sind die kritischste und kostenintensivste Komponente in Windkraftsystemen, die 20% bis 30% der Gesamtkosten entsprechen. Diese Klingen werden typischerweise aus stoffverstärkten Verbundwerkstoffen hergestellt und bieten Vorteile wie hohe Festigkeit, leichte Natur, Korrosionsbeständigkeit, einfache Herstellungsprozesse und einfache Wartung. Während die Glasfaser häufig verwendet werden, integrieren Sie Hochleistungsfasern wieKohlefaser und KevlarKann die Klingenleistung weiter verbessern, wenn auch mit einigem Kostenschritt.

Der Einbau von Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen in Windturbinenklingen ergibt mehrere Vorteile: Erstens verringert sich das Risiko eines Klingen-Turmkontakts erheblich. Zweitens verbessert es die Effizienz der Windenergieumwandlung und ermöglicht die Erzeugung von Windkraftwerken mehr Strom. Zuletzt erhöht es die Anpassungsfähigkeit der Klinge, ermöglicht Stabilität und Effizienz bei unerwünschten Wetterbedingungen und bietet gleichzeitig eine überlegene Korrosionsbeständigkeit und Anpassungsfähigkeit gegenüber einem breiteren Bereich von Umweltveränderungen.