Ветряки: ключевые материалы их конструкции и эксплуатации

В 2020 г. ветряки дали ~8,4% электроэнергии в США. Цель — 10% к 2020, не выполнена, но план — 20% к 2030 г.

С ростом популярности ветроэнергетики растёт интерес к устройству турбин. Разберём процесс создания и эксплуатации.

Как работают ветряки?

Ветер крутит лопасти вокруг ротора. Ротор вращает генератор — рождается электричество.

Горизонтальноосевые ветряки

Стандарт индустрии. Ось вращения параллельна земле. Выигрыш: больше электроэнергии от данного ветра.

Видны на суше (сухопутные фермы) и в море (оффшор). Сухопутные — дешевле в кластерах. Оффшорные ловят мощные океанские ветра. Меньше транспортных проблем — везут кораблями.

Вертикальноосевые ветряки

Ось перпендикулярна земле. Работают в турбулентном ветре. Генерируют от всех 360°, иногда — при вертикальном обдуве.

Малые бытовые/сельские установки чаще вертикальные. Идеальны для нестабильной погоды или низких высот без стабильного ветра.

Не у всех свой ветряк, но распределённые системы подходят для жилых, сельхоз, малых коммерческих объектов.

Материалы ветряков

Три главных узла: башня, гондола (nacelle), лопасти ротора.

Отчёт NREL 2015 г. — состав материалов:

• Сталь (71–79%)
• Стекловолокно, смолы, пластик (11–16%)
• Железо/чугун (5–17%)
• Медь (1%)
• Алюминий (0–2%)

Также: щебень, глина, сланец, гипс, известняк — для цемента. Башни — железобетон под агрессивную среду.

В гондоле — генератор и механика. Кобальт, редкоземельные оксиды, бор, неодим — для магнитов и батарей.

Лопасти требуют пены, полимеров, каучуков для жёсткости.

Узнайте больше о ветряках

Ветроэнергетика растёт. Производство требует множества материалов и процессов. Kor-Pak Corporation — эксперты по компонентам турбин. Обращайтесь за консультацией.