風力タービンブレード材料

著者: Roger Morrison
作成日: 5 9月 2021
更新日: 19 11月 2024
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風力タービンの仕組みとは?
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風力発電の技術と人気の高まりに伴い、研究者たちは構造の完全性を犠牲にすることなくより長いブレードを作るのに使用できる材料を見つけることに取り組んでいます。産業用風力発電および小規模の国内用途の両方に様々な材料が使用されてきた。これらの中には、ガラス繊維、スチール、アルミニウム、PVC、木材およびポリマー樹脂があります。現在、ほとんどのブレードは、高い引張強度と圧縮強度を有する繊維強化ポリマー複合材であるガラス繊維強化プラスチック(GRP)です。


最良の材料はウィンドファームの効率の向上につながっています (Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images)

ポリ塩化ビニル(PVC)

PVCブレードは、日曜大工のタービン製造業者によって一般的に使用されている安価なオプションです。材料の利点はビルダーがそれに形を与えることができる容易さです。また比較的安価であるため、限られた予算での運用には魅力的です。しかし、要素にさらされると、PVCは非常にもろくなり表面に小さなひびが入るまで絶えず弱まります。その結果、そよ風がぶら下がるとスペードが壊れ、タービンが停止する可能性があります。

木材は、小規模で自家製の工場のためのもう一つの一般的な材料です。それは容易に入手可能な低コスト材料であるが、木材は住宅建築者にとっていくつかの問題を提起する。それは正確に形作られるために大きな能力を必要とします。適切に処理されていないと、木材は気象条件に非常に敏感で、湿気のために変形したり、太陽にさらされることによって脆くなったりします。さらに、それは横のストレスの下で非常に丈夫ではありません、非常に強い風はそれほど困難なしで木のシャベルを根絶することができます。

ステンレス鋼

アルミ製ブレードは、国内の風力発電産業が爆発した直後に登場しました。多くの製造業者は精密に設計されたアルミニウムブレードを提供しています。ほとんどの大規模発電機はこれらのブレードを使用しませんが、それらは小型タービン用の優れた材料です。プラスチックが比較的重いのにもかかわらず、アルミニウムブレードは耐候性があり、弾力性があり、そして複数の供給業者から入手可能である。欠点は、それらが他のオプションよりも高価だということです。加えて、最大回転子直径は材料の重量のために厳密に制限されている。

複合材料

ガラス繊維やGRPなどの複合材料は現在、風力タービンの建設に最も使用されています。ガラス繊維は他の繊維ベースの材料よりも脆い傾向があるため、一般的に小さな家庭用用途にのみ使用されます。これはガラス繊維を商業目的のために不利にする。


GRP(ガラス強化プラスチック)はガラス繊維と似ており、エンジニアが繊維メッシュの複数の層を通してそれを製造し、ブレード形状を作り出します。一般に、GRPは、その構造の内側に充填剤を有するコーティング層として使用される。それは軽量であるという利点を有し、これは大きなローターブレードの動きを助ける。それはまたガラス繊維より強いです、そしてそれは高速の風の中で破砕する危険を冒さずにより広いローター直径を可能にします。