Прорыв в ветроэнергетике: лопасти станут легче и долговечнее
Ученые из Case Western Reserve University разработали прототип лопасти для ветровых турбин, который значительно легче и в восемь раз прочнее и долговечнее, чем используемые сегодня лопасти ветряков.
Усилия по созданию больших ветровых турбин, способных обеспечить энергией небольшой город, наталкиваются на проблему веса лопастей. Дело в том, что чем тяжелее лопасти ветряка, тем большая сила ветра требуется для проворачивания ротора генератора. Это означает, что ветряк генерирует меньше энергии, а значительная часть ветра расходуется на разгон тяжелых лопастей. Решить эту проблему, сделав лопасти из легкого материала, очень сложно, поскольку ветер прогибает лопасти, они теряют оптимальную форму и опять же – снижается КПД установки, растет стоимость ветрового электричества.
Новая лопасть из полиуретана, армированного углеродными нанотрубками, существенно жестче и легче любых современных материалов, применяемых в ветряках
Новая лопасть из полиуретана, армированного углеродными нанотрубками, существенно жестче и легче любых современных материалов, применяемых в ветряках. При этом новый композит позволяет изготавливать лопасти любой формы и служит примерно в восемь раз дольше, чем эпоксидные лопасти, упрочненные стекловолокном. Результаты механических испытаний полиуретана с углеродными нанотрубками показывают его превосходство над всеми смолами, которые в настоящее время используются для лопастей ветровых турбин. При этом углеродные нанотрубки на единицу объема легче, чем углеродное волокно и алюминий и к тому же более чем в 5 раз прочнее углеволокна и в 60 раз - алюминия.
Опытная турбина с лопастями, выполненными из нового материала, продемонстрировала хорошие результаты: при диаметре ротора около 70 см она выдает мощность в 400 Вт и показывает производительность большую, чем у ветряков из «традиционных» материалов.
Новый материал имеет большое значение для развития ветроэнергетики. Сегодня уже разрабатываются мощные ветряки с 90-м лопастями, которые смогут вырабатывать около 15 МВт электроэнергии. При сравнительно низкой стоимости постройки и эксплуатации, 300 таких ветряков равны по мощности АЭС, а применение нового материала сделает их еще эффективнее и мощнее. Кроме того, новые лопасти могут поднять мощность небольших ветроэлектростанций, которые получают все большее распространение среди владельцев загородной недвижимости.
Усилия по созданию больших ветровых турбин, способных обеспечить энергией небольшой город, наталкиваются на проблему веса лопастей. Дело в том, что чем тяжелее лопасти ветряка, тем большая сила ветра требуется для проворачивания ротора генератора. Это означает, что ветряк генерирует меньше энергии, а значительная часть ветра расходуется на разгон тяжелых лопастей. Решить эту проблему, сделав лопасти из легкого материала, очень сложно, поскольку ветер прогибает лопасти, они теряют оптимальную форму и опять же – снижается КПД установки, растет стоимость ветрового электричества.
Новая лопасть из полиуретана, армированного углеродными нанотрубками, существенно жестче и легче любых современных материалов, применяемых в ветряках
Новая лопасть из полиуретана, армированного углеродными нанотрубками, существенно жестче и легче любых современных материалов, применяемых в ветряках. При этом новый композит позволяет изготавливать лопасти любой формы и служит примерно в восемь раз дольше, чем эпоксидные лопасти, упрочненные стекловолокном. Результаты механических испытаний полиуретана с углеродными нанотрубками показывают его превосходство над всеми смолами, которые в настоящее время используются для лопастей ветровых турбин. При этом углеродные нанотрубки на единицу объема легче, чем углеродное волокно и алюминий и к тому же более чем в 5 раз прочнее углеволокна и в 60 раз - алюминия.
Опытная турбина с лопастями, выполненными из нового материала, продемонстрировала хорошие результаты: при диаметре ротора около 70 см она выдает мощность в 400 Вт и показывает производительность большую, чем у ветряков из «традиционных» материалов.
Новый материал имеет большое значение для развития ветроэнергетики. Сегодня уже разрабатываются мощные ветряки с 90-м лопастями, которые смогут вырабатывать около 15 МВт электроэнергии. При сравнительно низкой стоимости постройки и эксплуатации, 300 таких ветряков равны по мощности АЭС, а применение нового материала сделает их еще эффективнее и мощнее. Кроме того, новые лопасти могут поднять мощность небольших ветроэлектростанций, которые получают все большее распространение среди владельцев загородной недвижимости.
Ещё новости по теме:
18:20