کاربردها و الزامات به‌کارگیری مواد مرکب در بهره‌بردای از انرژی باد و ساخت توربین بادی

نوع مقاله : علمی ترویجی

نویسندگان

1 دکتری مهندسی مکانیک، مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان آتی کامپوزیت ایرانیان

2 کارشناسی ارشد سیستم‌های انرژی، دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات، تهران

3 دکتری مهندسی مکانیک، عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران

چکیده

مواد مرکب به‌دلیل دارابودن استحکام بالا و وزن کم در کنار قابلیت طراحی، در صنایع مختلفی در حال به‌کارگیری می‌­باشند. استفاده از مواد مرکب در ساخت توربین بادی به‌دلیل مزیت‌­های بی‌شمار این مواد، طی سال­های اخیر به‌شدت افزایش یافته است و حجم عظیمی از هزینة ساخت یک توربین بادی، مربوط به مواد مرکب به‌کار رفته در آن است. این مواد در قسمت­های مختلف پرة توربین‌­های بادی کوچک و بزرگ، دماغه، بدنه (پوستة کامپوزیت مولد الکتریکی) و پایة توربین بادی در حال استفاده‌اند. البته استفاده از این مواد نیازمند توجه به نکات بسیاری است که پیچیدگی­‌هایی را به‌همراه دارد. در این مقاله سعی شده است تا انواع مواد کامپوزیتی که در ساخت توربین بادی استفاده می‌شوند، معرفی شده و کاربردهای این مواد در تجهیزات استحصال انرژی باد به‌ویژه توربین بادی و الزامات استفاده و نحوة به‌کارگیری مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که استفاده از مواد مرکب در ساخت قسمت‌­های متنوع و جدید توربین­ بادی در حال گسترش است و استانداردها و پیچیدگی­های طراحی و به‌کارگیری این مواد در حال تدوین می­باشد. همچنین توجه به شرایط محیطی و دوام سازه­های کامپوزیتی، با توجه به هزینه‌­های بسیار زیاد نصب و تعمیر توربین­‌های بادی، بسیار ضروری می‌­باشد.

کلیدواژه‌ها


[1] Guideline for the Certification of Wind Turbines, 2010, www.gl-group.com/GLRenewables (accssed 20 January 2018).
[2] Nordex Officail Website, http://www.nordex-online.com/en/ (accessed 20 Jan 2018).
[3] Furlander Officail Website, www.friendly-energy.de (accessed 20 Jan 2018).
[4] Siemens Officail Website, http://www.energy.siemens.com (accessed 20 Jan 2018).
[5] Repower Systems AG Officail Website, http://www.repower.de  (accessed 20 Jan 2018).
[6] Vestas Officail Website, http://www.vestas.com  (accessed 20 Jan 2018).
[7] GE Officail Website, http://www.ge-energy.com  (accessed 20 Jan 2018).
[8] Mitsubishi Officail Website, http://www.mpshq.com (accessed 20 Jan 2018).
[9] Acciona Windpower Officail Website, http://www.acciona.com (accessed 20 Jan 2018).
[10] Gamesa Officail Website, http://www.gamesacorp.com (accessed 20 Jan 2018).
[11] INVELOX System Funnels Wind, Sheerwind, http://www.sheerwind.com (accessed 20 Jan 2018).
[12] Suzlon Officail Website, http://www.suzlon.com (accessed 20 Jan 2018).
[13] ASTM Standards, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org (accessed 20 Jan 2018).
[14] R. Chhibber, Environmental degradation of glass fibre reinforced polymer composite, Project Upwind.
[15] D. A. Bond, P. A. Smith, Modelling the transport of low-molecule-weigh penetrates within the polymer matrix composite, www.asme.org (accessed 20 Jan 2018).
[16] M. M. Schwartz, The influence of Environmental Effects, Composite Materials, Properties, Nodestructive, Testing and Repair, 1996, pp. 117-119.
[17] G. Marom, Environmental Effects on Fracture Mechanical Properties of Polymer Composites, Application of Fracture Mechanics to Composite Materials, edited by Friedrich, K., 1989, pp. 397-423.
[18] A. Loos, G. Springer, Moisture Absorbs ion of polyester-E glass Composite, J. Composite Materials, 14, 1980, pp. 142.
 [19] S. Kaiser, M. Frohlingsdorf, Wüthering Height.  The Dangers of Wind Power, Der Spiegel, 34, 2007, pp. 21-32.
[20] T. R. Hull, B. K. Kandola, Fire Retardancy of Polymers New Strategies and Mechanisms, RSC Publishing, 2009.
[21] M. Avila, N. Dembsey, M. Kim, Fire Characteristics of Polyester FRP Composites with Different Glass Contents, Composites & Polycon 2007.
[22] International Energy Agency, Implementing Agreement for Co-operation in the Research and Development of Wind Turbine Systems, Annual Report 2000, May 2001.
[23] P. Brøndsted, H. Lilholt, A. Lystrup, Composite materials for wind power turbine blades, Annu. Rev. Mater. Res., 35, 2005, pp. 505-538.
[24] R. J. Bussolari, Fibreglass composite blades for the 4MW-WTS-4 wind turbine, NASA. Lewis Research Center Large Horizontal-Axis, Wind Turbines, 1983, pp. 259-266.
[25] W. Goeij, M. V. Tooren, A. Beukers, Implementation of bending-torsion coupling in the design of a wind-turbine rotor-blade, Applied Energy, 63, 1999, pp. 191-207.
[26] J. A. Grande, Wind power blades energize composites manufacturing, Plastics Technology www.ptonline.com (accessed 20 Jan 2018).