Các tuabin gió ngoài khơi có kích cỡ càng ngày càng tăng, nên việc chuyên chở, thiết kế, tháo dỡ và tiêu hủy các cánh tua bin khổng lồ này đang đặt ra thử thách mới cho các nhà khai thác.
Ảnh minh họa
Cho nên các nhà nghiên cứu tại Fraunhofer, Đức đã cộng tác cùng các chuyên gia của nghề công nghiệp lớn mạnh xốp nhựa nhiệt dẻo chắc chắn và vật liệu composit để sản xuất cánh quạt trọng lượng nhẹ và có thể tái chế.
Khuynh hướng xây dựng các nông trại gió ngoài khơi quy mô lớn vẫn không giảm sút. Các tua bin gió được sử dụng có chiều dài cánh là 80m và đường kính cánh hơn 60m để tăng tối đa sản lượng năng lượng. Vì chiều dài cánh bị chống bởi vì trọng lượng, nên cần phải vững mạnh các dây chuyền nhẹ bằng vật liệu có độ bền cao.
Các tuabin gió trọng lượng nhẹ sẽ dễ tháo lắp và còn tăng độ bất biến của chúng trên biển. Trong dự án WALiD (Cánh quạt dùng dùng nhẹ hiện đại chi phí-hiệu quả) của Liên minh châu Âu (EU), các nhà nghiên cứu ở Viện Công nghệ hóa học ICT Fraunhofer ở Pfinztal, Đức đã kết hợp chặt chẽ cùng mười đối tác công nghiệp và đối tác nghiên cứu để dùng cánh quạt trọng lượng nhẹ. Bằng cách cải tiến dùng và nguyên liệu dùng, nhóm nghiên cứu chờ đợi sẽ giảm trọng lượng cánh và tăng tuổi thọ của cánh.
Nhựa nhiệt dẻo đang thay thế nguyên liệu nhựa nhiệt rắn
Ngày này, cánh tua bin gió chủ yếu được gia công thủ công từ hệ thống nhựa nhiệt rắn. Tuy vậy, cánh tua bin này không thể nóng chảy và không đạt để tái chế nguyên liệu. Chất thải nhựa nhiệt rắn dạng hạt tốt nhất thị trường Hà Nội nên được tái chế làm chất độn trong các ứng dụng đơn giản. "Trong dự án WALiD, chúng tôi thực hiện thiết kế cánh toàn vẹn mới. Nhà máy chúng tôi biến đổi lớp vật liệu và lần trước nhất lắp đặt nhựa nhiệt cho cánh quạt. Đây là nhựa nóng chảy mà nhà máy chúng tôi có thể xử lý hiệu quả trong các cơ sở gia công tự động", Florian Rapp, điều phối viên dự án ở Fraunhofer ICT nói. Mục tiêu của nghiên cứu là tách các sợi thủy tinh với sợi các bon và tái lắp đặt nguyên liệu nền của nhựa nhiệt dẻo.
Đối với lớp vỏ ngoài của cánh quạt cũng như các bộ phận của cấu trúc trợ giúp bên trong, các đối tác dự án dùng nguyên liệu nhiều lớp được làm từ xốp nhựa nhiệt dẻo và nhựa cốt sợi. Nhìn chung, nhựa nhiệt dẻo cốt sợi các bon được dùng cho các nơi của cánh phải chịu lực lớn, trong khi sợi thủy tinh gia cố các nơi chịu lực ít hơn. Đối cùng phần lõi, nhóm nghiên cứu đang vững mạnh xốp nhựa nhiệt dẻo kết hợp cùng các lớp vỏ làm từ nhựa nhiệt dẻo. Sự kết hợp này cải thiện độ bền cơ học, hiệu quả và tuổi thọ của cánh tua bin.
Nguyên liệu xây dựng trọng lượng nhẹ cho các áp dụng mới
Xốp ICT đem lại các thuộc tính ưu việt hơn so với các hệ thống nguyên liệu hiện có nên cho phép triển khai các vận dụng vẹn toàn mới, ví dụ trong nghề công nghiệp ô tô, hàng không và hàng hải. Trong xe, các nhà sản xuất đã sử dụng nguyên liệu xốp cho kính chắn và ghế ngồi, đây không phải là các cấu trúc chịu lực.
Xốp thông dụng có một số hạn chế như độ bất biến nhiệt, vì vậy, không thể được lắp đặt gần động cơ. "Trái lại, xốp nhựa nóng chảy của chúng tôi lại bình ổn nhiệt và thích hợp để sử dụng làm nguyên liệu cách nhiệt cho các khu vực gần động cơ. Xốp nhựa mới về dài lâu, còn có kỹ năng chịu nhiệt cao hơn xốp polystyrene giãn nở (EPS) hoặc polypropylene (EPP) giãn nở. Nhờ có các tính chất cơ học được cải tiến, xốp nhựa nhiệt dẻo có thể được dùng trong các môđun cửa hay thành phần làm cứng trong vật liệu composit nhiều lớp" Rapp nói. Xốp nhựa nhiệt dẻo có thể được xử lý nhanh và tiết kiệm nguyên liệu. Lợi thế nữa là xốp nhựa nhiệt dẻo có sẵn hơn nguyên liệu lõi nhiều lớp tái hiện như gỗ balsa.
Nguyên liệu mới được gia công tại nhà xưởng ép đùn xốp của Viện Công nghệ hóa học ICT Fraunhofer. Rapp giảng giải quy trình sản xuất vật liệu như sau: "Nhà máy chúng tôi làm tan chảy các hạt nhựa, trộn cùng chất tạo khí thành polime nóng chảy và tạo độ xốp cho vật liệu. Sau đó, các hạt xốp ổn định và item bán tinh luyện được tạo hình và cắt như trông mong". Trong lĩnh vực polime xốp, nhóm nghiên cứu đề cập tới dây chuyền chế tạo xốp nhựa nhiệt dẻo từ việc vững mạnh nguyên liệu và chế tạo các hạt xốp ép đùn cũng như bán thành tựu cho tới xử lý môi trường và thành tựu.
Xem nhiều hơn: vỏ tủ điện công nghiệp
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét