Тенденция к созданию более крупных морских ветровых турбин продолжается. Ветровые турбины с лопастями ротора длиной до 80 метров и диаметром ротора более 160 метров должны обеспечивать максимальный выход энергии. Поскольку длина лезвий ограничена их весом, необходимо разработать легкие системы с высокой прочностью материала. Уменьшение веса облегчает сборку, разборку и стабильность систем в море. В рамках европейского проекта WALiD (ветрозащитная лопасть с использованием экономичного усовершенствованного облегченного дизайна) ученые из Института химической технологии Фраунгофера работают в тесном сотрудничестве с десятью партнерами из промышленности и проводят исследования по облегченной конструкции лопастей ротора. За счет улучшения конструкции и материала необходимо уменьшить вес и продлить срок службы.
Термопласты заменяют термореактивные материалы
В настоящее время лопасти ротора для ветряных турбин в основном изготавливаются вручную из термореактивных, отверждаемых смол. Они не могут быть расплавлены и не подходят для переработки материалов. В большинстве случаев гранулы, изготовленные из термореактивных старых пластмасс, перерабатываются в качестве наполнителей при простых применениях. В проекте WALiD впервые используются термопластичные, плавящиеся пластмассы, которые можно эффективно обрабатывать с помощью автоматизированных производственных систем. Цель состоит в том, чтобы отделить содержащиеся стеклянные и углеродные волокна и повторно использовать термопластичный матричный материал.
Партнеры проекта используют сэндвич-материалы из термопластичных пенопластов и армированных волокнами пластиков для внешней оболочки лопасти ротора и для сегментов внутренней несущей конструкции. Как правило, термопласты, армированные углеродным волокном, используются для наиболее нагруженных участков лопасти ротора, тогда как стекловолокно усиливает менее напряженные участки. Термопластичные пены были разработаны для сэндвич-сердечника. Они соединены друг с другом в многослойной конструкции с помощью покрывающих слоев, изготовленных из армированных волокном термопластов - комбинация, которая улучшает механическую прочность, производительность и сопротивление, а также долговечность лопасти ротора.
Легкий строительный материал для новых применений
Пены ИКТ обладают лучшими свойствами, чем предыдущие материальные системы, и, таким образом, обеспечивают совершенно новые применения - например, в автомобильном секторе, а также в авиации и судоходстве. До настоящего времени производители использовали вспененные материалы в транспортных средствах, например в солнцезащитных козырьках или в местах для сидения, но не для несущих конструкций. Существующие пены имеют ограничения, например, в отношении термостойкости. По этой причине, например, они не могут быть установлены ближе к двигателю в качестве изоляции. С другой стороны, плавящиеся пластиковые пенопласты ИКТ являются термостойкими и пригодны, например, в качестве изоляционного материала в местах, близких к двигателю. Они постоянно выдерживают более высокие температуры, чем пенополистирол (EPS) или полипропилен (EPP), например. Благодаря улучшенным механическим свойствам их также можно использовать в качестве дверного модуля или в качестве элемента жесткости в многослойном композите. (Qui)