ITC (Instituti Teknik i Ishujve Kanarie) po punon për zhvillimin e materialeve të reja që janë në gjendje t'i rezistojnë kushteve ekstreme të motit si nxehtësia, i ftohti ose erërat e forta. Qëllimi është që këto materiale të mund të përdoren në prodhimin e mullinjve me erë më të qëndrueshme dhe efikase, teheve të erës dhe turbinave me erë. Projekti AeroExtreme, e udhëhequr nga Siemens Gamesa, është një përpjekje e përbashkët me Ministrinë e Ekonomisë, Industrisë dhe Konkurrueshmërisë dhe Federatën Fondeve, me synimin që të shtrihet gjatë gjithë vitit 2018.
Një nga kërcënimet kryesore për turbinat me erë, veçanërisht ato të vendosura në mjedise detare, janë klimat e pafavorshme. Këto turbina me erë përballen me erëra të forta dhe ndikim të vazhdueshëm të grimcave të transportuara me shpejtësi të lartë, gjë që gjeneron konsum të konsiderueshëm dhe redukton performancën e tyre. Për më tepër, akumulimi i papastërtive dhe mikroorganizmave në tehe zvogëlon kapacitetin e tyre aerodinamik. AeroExtreme ka bërë tashmë përparime të rëndësishme me materiale shumë rezistente ndaj erozionit dhe veshje fotokatalitike dhe antifouluese, me premtimin e rritjes së jetëgjatësisë së turbinave me erë.
Krijimi i një turbine me erë
Turbinat me erë janë makineri komplekse që kërkojnë komponentë të specializuar për të maksimizuar efikasitetin e prodhimit të energjisë. Janë me mijëra Turbinat me erë të boshtit horizontal (TEEH) në funksionim, të cilat përbëhen nga një sërë elementesh kryesore:
Kulla dhe themeli
Kulla dhe themeli janë thelbësore për të mbështetur turbinën e erës dhe për të ruajtur stabilitetin e saj. Ato mund të jenë struktura me tuba çeliku, betoni ose hibride. Disa kulla përfshijnë gjithashtu materiale më inovative si fibra karboni, e cila është në zhvillim e sipër për turbinat me erë lundruese dhe në det të hapur. Kullat e shtyllave të tensionuara, të përdorura në sisteme më të vogla, janë gjithashtu opsione të zbatueshme për shkak të lehtësisë dhe përshtatshmërisë së tyre.
- Kullat prej çeliku dhe betoni: Ofrojnë qëndrueshmëri maksimale dhe janë më të përdorurit.
- Strukturat hibride: Ato kombinojnë disa materiale dhe janë një trend në rritje.
rotor
Rotori është komponenti kryesor që e shndërron erën në lëvizje rrotulluese. Tehet, përgjithësisht prej tekstil me fije qelqi ose karboni, janë gjithnjë e më të lehta, por rezistente, falë materialeve të reja si p.sh. polimere të përforcuar me fibra.
Gondolë
Nacelle strehon sistemin qendror, duke përfshirë gjeneratorin dhe kutinë e shpejtësisë. AeroExtreme gjithashtu kërkon të përmirësojë materialet e këtij komponenti thelbësor, pasi kërthiza duhet të jetë në gjendje të përballojë ndryshimet klimatike dhe mekanike.
Kutia e shumëzimit
Një nga komponentët më të rëndësishëm në një turbinë me erë është kutia e shpejtësisë, e cila rrit shpejtësinë e rrotullimit të fletëve për të kthyer energjinë mekanike në energji elektrike shumë efikase. Kutitë e shumëzuesit duhet të prodhohen me materiale që i rezistojnë konsumit dhe janë lehtësisht të riciklueshme. Aktualisht po përdorin biokompozite dhe rrëshira të kthyeshme me origjinë biologjike që lehtësojnë çmontimin dhe riciklimin e sistemit.
Pajisjet elektrike të një turbine me erë
Turbinat me erë nuk mbështeten vetëm në fletët dhe strukturën e tyre për të gjeneruar energji. Pajisjet elektrike janë një tjetër faktor i rëndësishëm që përfshin gjeneratorët, konvertuesit e energjisë, sensorët dhe sistemet e kontrollit që monitorojnë shpejtësinë dhe drejtimin e erës. Zhvillimi i të rejave sensore Është gjithashtu një prioritet, përmirësimi i performancës në kushte të pafavorshme.
Nga ana tjetër, energjia duhet të injektohet në rrjetin elektrik, për të cilin turbinat moderne të erës kanë ushqyerja individuale, duke rritur besueshmërinë e parqeve me erë. Veshjet vetë-shëruese dhe ngjitësit e rinj janë gjithashtu pjesë e zhvillimeve më të fundit të fokusuara në zgjatjen e jetëgjatësisë së këtyre sistemeve.
Përparësitë e turbinave me erë të shpejtë
Turbinat e shpejta me erë në përgjithësi kanë më pak fletë se sa homologët e tyre më të ngadaltë, gjë që, megjithëse mund të duket si një disavantazh, lejon kontroll më efikas të fuqisë së tyre në varësi të erës. Duke qenë më të lehta dhe më të shpejta, madhësia dhe kostoja e sistemit zvogëlohen, duke i bërë ato më ekonomike dhe më të lehta për t'u mirëmbajtur. Studimet e fundit janë integruar fibrave të karbonit dhe materiale të tjera të përparuara të përbëra në dizajnin e tyre, duke përmirësuar raportin e forcës ndaj peshës së përbërësve të tyre kryesorë.
Përveç kësaj, turbinat e shpejta me erë janë më rezistente në kushtet e erës së fortë. Kjo është për shkak se, gjatë ndalimit të rotorit, shtytja boshtore është më e vogël se në versionet e ngadalta.
Me pak fjalë, zhvillimi i materialeve të reja po transformon industrinë e turbinave me erë. Nga integrimi i polimerëve të përforcuar me fibra deri te kërkimet në veshjet kundër ndotjes, këto risi lejojnë krijimin e turbinave me erë më të qëndrueshme, më të lehta për t'u ricikluar dhe të afta për të gjeneruar më shumë energji me më pak ndikim mjedisor. Me ardhjen e biokompoziteve dhe zgjidhjeve vetë-shëruese, e ardhmja e energjisë së erës po evoluon vazhdimisht, duke ofruar mundësi për të vazhduar uljen e kostove dhe rritjen e qëndrueshmërisë.