نیروی باد نشان دهنده یک منبع انرژی "سبز" است که برق بدون آلودگی تولید می کند و در عین حال از نیروی پایان ناپذیر باد طبیعی استفاده می کند. همانطور که توربینهای بادی به سمت خروجیهای توان بالاتر تکامل مییابند، پرهها بلندتر میشوند{{1} برای مثال، تیغههای توربینهای 1.5 مگاواتی جریان اصلی 34 تا 37 متر و وزن تقریباً 6 تن (فایبرگلاس) دارند که چالشهای فنی مهمی را به همراه دارد.
در حال حاضر، بیشتر تیغههای کامپوزیت به دلیل هزینههای پایینتر از پلیمر تقویتشده با الیاف شیشه (GFRP) استفاده میکنند، در حالی که پلیمر تقویتشده با فیبر کربن (CFRP) علیرغم عملکرد کلی برتر، استفاده محدودی دارد. قبل از اینکه CFRP به جریان اصلی تبدیل شود، یک دوره گذار لازم است. با این وجود، کامپوزیت های فیبر کربن-با خواص استثنایی خود{5}}به عنوان یک ماده ایده آل برای پره های توربین بادی هستند. مزایای آنها عبارتند از:
نسبت سبک و استحکام بالا-به-وزن
تیغه های CFRP 30 درصد سبک تر از همتایان GFRP هستند. این کاهش وزن به پیشرانه، برج و پلت فرم آبشاری میکند و جرم کل سیستم را کاهش میدهد.
استحکام افزایش یافته
CFRP بیش از دو برابر سفتی GFRP را ارائه می دهد. این نه تنها طراحیهای تیغههای قبل از خم شدن را بهینه میسازد، بلکه فاصله پایدار بین تیغههای دوار و برج را در حین کار حفظ میکند.
میرایی ارتعاش برتر
مقاومت میرایی بالای CFRP لرزش خود به خود را به حداقل می رساند و پوسیدگی پس از نوسان را تسریع می کند. این امر از تشدید بین فرکانسهای تیغههای طبیعی و ارتعاشات گذرا جلوگیری میکند و ثبات عملیاتی را تضمین میکند.
قدرت خستگی و ماندگاری بالا
CFRP تنشهای چرخهای ناشی از تلاطم باد، تغییر جهت و تندبادها را تحمل میکند و الزامات عمر طراحی ۲۰ ساله را برآورده میکند و در عین حال خطر شکستگی ناشی از خستگی را کاهش میدهد.
مقاومت در برابر خوردگی و سازگاری با محیط
فیبر کربن در برابر اسیدها، قلیاییها و نمکها مقاومت میکند و تیغههای CFRP را برای محیطهای ساحلی، شور-قلیایی، یا خورنده با دوام طولانیمدت ایدهآل میسازد.
