Technológiai innovációval környezetünkért!
Elasztikus lapátok növelik a szélturbina hatásfokát
2011. december 16.
A Siemens világszerte több mint 9 ezer szélturbinát telepített. Ezek együttes csúcsteljesítménye 11 ezer megawattot tesz ki. E berendezések hatékonyságának és élettartamának kritikus tényezője a turbinalapátok aerodinamikája. A Siemens arra törekszik, hogy megváltoztassa a lapátok felépítését oly módon, hogy hosszabbak legyenek és ugyanakkor csökkenjen aerodinamikai terhelésük. Így megnőhet a „kihozatal", azaz több áram termelhető.
A görbület következtében a lapát, amikor elasztikusan hajlik, egyben meg is csavarodik, és ez csökkenti a forgórészt érő terhelést. Ez jelentős előny a jelenlegi merev lapátokhoz képest. Nyílt tengeren a szélturbinát másodpercenként több mint 100 t légtömeg éri különféle irányokból. Elasztikus kivitelüknél fogva az újfajta lapátok a hagyományosaknál könnyebben alkalmazkodnak az ilyen körülményekhez. A nyomásból adódó terhelés így jelentősen csökkenni fog – az anyagok kevésbé kopnak, az élettartam nő.
Alternatívaként a forgórész-lapátok hosszabbak lehetnek az aerodinamikai terhelés lényeges növekedése nélkül. Az új lapát ennek megfelelően 53 m hosszúak az előző típusok 49 m-ével szemben. Ez 5százalék többlet energia-kihozatalt „hoz a konyhára'. A Siemens tervezők arra törekedtek, hogy kevesebb anyag felhasználásával csökkenjen a lapát önsúlya: az alkalmazott szerkezeti anyagtól függően akár 500 kg súlymegtakarítás is elérhető a korábbi modellekhez képest. A legnagyobb problémát a könnyebb lapát szilárdságának megtartása jelentett.
A jobb aerodinamikai kialakítás mindenekelőtt a lapátforma számítógépes optimalizálásának és a valós körülmények között végzett nagyszámú tesztnek köszönhető. Ezen kívül a gyártási folyamatot is tökéletesítették. Eddig kézi munkával terítették ki az üvegszálas szövetből készített rétegeket, majd formálták, ragasztották és „sütötték ki" (vulkanizálták) az egész keveréket hatalmas – a homokozókban használatosakhoz hasonló – formákban. A jövőben mindezt egyre inkább automatizálni akarják. Akár 40százalékkal csökkenhetnek így a lapát gyártási költségei; következésképp olcsóbb lehet az 1 kWh-nyi előállított energia is.
Időkép
