I takt med att vindkraftens teknik och popularitet växer arbetar forskare intensivt med att hitta material som möjliggör längre turbinblad utan att kompromissa med den strukturella integriteten. Genom åren har en rad olika material använts, både inom storskalig industriell elproduktion och i mindre hushållsanläggningar – bland annat glasfiber, stål, aluminium, PVC, trä och polymerhartser. Idag tillverkas de flesta blad av glasfiberarmerad plast (GRP), en fiberförstärkt polymerkomposit som kombinerar hög draghållfasthet med god tryckhållfasthet.
PVC-blad är ett prisvärt alternativ som är populärt bland gör-det-själv-byggare av små vindkraftverk. Materialets främsta fördelar är att det är enkelt att forma och relativt billigt, vilket gör det attraktivt för projekt med begränsad budget.
Nackdelen är att PVC successivt bryts ned när det utsätts för väder och vind. Med tiden blir materialet allt sprödare och utvecklar fina hårfinniga sprickor på ytan. I värsta fall räcker det med en oväntad vindpust för att bladet ska spricka och sätta ur spel hela turbinen.
Trä är ett annat vanligt material för små, hembyggda vindkraftverk. Det är lättillgängligt och billigt, men medför flera utmaningar för den enskilde byggaren. Att forma trä exakt kräver betydande hantverksskicklighet.
Utan rätt behandling är trä dessutom mycket känsligt för väderlek – det deformeras av fukt och blir sprött i solen. Trä tål inte heller laterala påfrestningar särskilt bra, vilket innebär att kraftiga vindar lätt kan knäcka ett trädblad.
Aluminiumblad började tillverkas kort efter att marknaden för småskalig vindkraft expanderade. Många tillverkare erbjuder precisionsframställda aluminiumblad, och även om storskaliga generatorer sällan använder detta material är det utmärkt för mindre turbiner.
Jämfört med plaster är aluminiumbladen tyngre, men de är väderbeständiga, slitstarka och finns hos många leverantörer. Nackdelarna är det högre priset samt att den maximala rotordiametern begränsas av materialets vikt.
Kompositmaterial som glasfiber och GRP är idag de mest använda materialen vid konstruktion av vindturbiner. Glasfiber används dock i huvudsak för små, privata anläggningar, eftersom materialet är skörare än andra fiberbaserade alternativ – en nackdel som gör det olämpligt för kommersiellt bruk.
GRP liknar glasfiber genom att ingenjörer bygger upp materialet i flera lager av fiberväv för att ge bladet sin form. Vanligtvis fungerar GRP som ett ytterlager, medan strukturens insida består av ett fyllnadsmaterial.
Fördelarna är den låga vikten, som underlättar rörelsen hos stora rotorblad, samt den högre hållfastheten jämfört med glasfiber. Det senare möjliggör en större rotordiameter utan risk för brott vid höga vindhastigheter.
I takt med att turbinerna blir allt större ökar också intresset för kolfiberförstärkta kompositer, som erbjuder ännu högre styvhet och lägre vikt. Även om kostnaden idag är betydligt högre än för GRP gör de tekniska fördelarna att kolfiber i ökande grad används i de mest långsträckta bladen på moderna havsbaserade vindkraftverk.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online