پره روتور سبک از جنس فوم پلاستیک برای توربین های بادی

پره روتور توربین بادی یکی از چالش‌های مهندسی در انرژی‌های تجدید پذیر است. این پره‌ها عموما وزن زیادی دارند و جابجایی و دیس اسمبل کردن آنها برای مهندسان دشوار است. به تازگی مهندسان مواد و کامپوزیت موفق به طراحی پره‌ای سبک از جنس فوم پلاستیک شده‌اند. در ادامه با آقای مهندس همراه باشید.

توربین‌های بادی با توجه به پیشرفت مهندسی انرژی‌های تجدید پذیر و تلاش سازمان‌ها برای بهینه کردن طرح‌ها،‌ در حال گسترش و همه گیر شدن هستند. این توربین‌ها روز به روز در حال بزرگ شدن هستند و مسکلات نصب، دمونتاژ یا دیس اسمبل و جابجایی پره روتور این توربین‌ها، از چالش‌های همیشگی مهندسان و اپراتورها هستند.

محققان موسسه‌ی Fraunhofer به تازگی با همکاری فعالان صنعتی و مهندسان مواد، توانسته‌اند فوم‌های ترموپلاستیکی تولید کنند که می‌توان با استفاده از آن، پره روتور سبک و مقاوم نسبت به پره‌های کنونی تولید کرد. نکته‌ی قابل توجه دیگر این است که این مواد قابل بازیافت نیز هستند. خصوصیات عالی این مواد باعث شده تا کارشناسان استفاده‌هایی در صنایع دیگر مانند خورو نیز برای آنها متصور شوند.

بزرگترین توربین‌های بادی کنونی دارای پره‌هایی با ابعاد ۸۰ متر و قطر روتور ۱۶۰ متر هستند. محدودیت تولید پره‌های بزرگتر به خاطر وزن آنها، یکی از چالش‌های همیشگی است که به نظر می‌رسد با استفاده از این مواد جدید در حال حل شدن است. پره روتور که در حال حاضر در توربین‌های بادی استفاده می‌شود، از رزین‌های ترموست ساخته می‌شود و روش تولید ماده‌ی کامپوزیت آن، روش دستی است. این موادها قابلیت بازیافت ندارند و تنها در موارد خاص می‌توان از آنها استفاده‌ی دوباره کرد. محققان پروژه‌ی تحقیقاتی اخیر، از مواد ترموپلاستیک برای ساخت این پره های استفاده خواهند کرد. مواد ترموپلاستیک قابلیت بازیافت بهتری دارند و در مراحل بازیافت، می‌توان رزین و فیبرهای کربن را جداسازی کرد.

در ای پره‌های جدید، از کامپوزیت‌های فیبر کربن در بخش‌هایی که فشار بیشتری را تحمل می‌کنند استفاده می‌شود و از کامپوزیت‌های فیبر شیشه نیز در مناطق با تنش کمتر استفاده می‌شود. این ترکیب، مقاومت مکانیکی، بازدهی، دوام و طول عمر این پره روتور را افزایش می‌دهد.

از دیگر صنایعی که می‌توان این مواد جدید را در آنها استفاده کرد، خودرو، هوافضا و حمل و نقل دریایی هستند. یکی از مزیت‌های مواد جدید، مقاومت در برابر گرما و افزایش دما است که آنها را به موادی مناسب جهت استفاده در فضاهای گرم ماشین‌آلات تبدیل می‌کند.

یکی از مدیران تیم تحقیقاتی در مورد مراحل تولید این مواد ترموپلاستیک می‌گوید: ما ابتدا گرانول‌های پلاستیک را ذوب می‌کنیم و سپس با اضافه کردن مواد افزودنی، آن را به فوم تبدیل می‌کنیم. سپس این ماده‌ی فومی و مواد نیمه‌آماده برای هر نوع شکل دادنی آماده می‌شوند.