Analiza materijala za izradu lopatica vetroturbina
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Apstrakt
U poslednjih nekoliko godina primećenoje izrazito povećanje interesa za obnovljive izvore energije, pri čemu je iskorišćavanje energije vetra najbrži činilac proizvodnje energije iz obnovljivih izvora. Povećanje snage i veličine vetroturbina otvara polje istraživačima, da pronađu optimalan način upravljanja i iskorišćenja besplatne energije vetra. Uzimajući u obzir dostupnost ovih izvora energije, mogućnost konzervacije energije i korišćenja novih tehnologija u cilju uštede energije dolazi do manje zagađenosti i smanjenja emisije ugljen-dioksida. U radu su analizirani tehnički materijali koji se koriste za izradu lopatice vetroturbina. Prikazani su istorijski počeci kada su korišćene drvene lopatice, a zatim je fokus usmeren na metalne lopatice izrađene od čelika i aluminijuma. Razmatrane su i lopatice od fiberglasa koje imaju bolje karakteristike ako se uzme u obzir zamor materijala, one su lakše za rad, male mase, dobrih karakteristika i većina modernih turbina ih koristi. Zatim je prezentovan proces proizvodnje lopatica. Unutrašnjost lopatica se ispunjava slojevima fiberglasa koji se popunjavaju epoksi smolom. Da bi se poboljšala krutost dodaje se sloj drveta između slojeva fiberglasa. Dve strane lopatica se spajaju korišćenjem tečne epoksi smole. Poseban osvrt je dat za materijale lopatica u malim turbinama. Ove turbine se koriste kao primarni, ili sekundarni izvor energije. Ukoliko se koriste kao primarni tada im se dodaje baterija. Vetrogeneratori malih snaga od 300 kW do 2MW, se koriste za punjenje akumulatora i skladištenje energije dobijene na takav način. Predstavljeni su materijali koji se koriste za izradu lopatica ovih malih vetroturbina, kao što su: drvo, metali, polimer ojačan staklenim vlaknima, polimeri ojačani prirodnim vlaknima i nanokompozitni materijali. Nakon toga diskutovane su detaljno njihove osobine.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Reference
[2] Şahin, A., D., Progress and Recent Trends in Wind Energy, Progress in Energy and Combustion Science, 30(5), 2004: 501-543. (https://doi.org/10.1016/j.pecs.2004.04.001)
[3] Faramarz, A., Tomaki, S., Nagado, T., Nagdata, T., Asarif, M., Comparison and Evaluation of Restrain Control in Wind Turbine with Various Chock Absorber Considering Time Delay, International Journal of Control and Automation, Vol. 5, No. 3, 2012, pp. 111-130.
[4] Manyonge, A., Ochieng, R., Onyango, F., Shichiha, F., Mathematical modeling-of Wind Turbine in a wind energy conversion system- Power Coefficient Analysis, Applied Mathematical Sciences, 6(91), 2012, pp 4527-4536.
[5] Saidur, R., N. Rahim, N., A., Islam, M., R., Solangi, K., H., Environmental impact of wind energy, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 15(5), 2011, pp. 2423-2430.
[6] Adeyeye, K., Ijumba, N., Colton, J., Exploring the environmental and economic impacts of wind energy: a cost-benefit perspective, International Journal of Sustainable Development & World Ecology, 27(8), 2020, pp. 718-731. (https://doi.org/10.1080/13504509.2020.1768171)
[7] Lesic, V., Vasak, M., Peric, M., Joksimovic, G., Woolbank T., Fault tolerant Control of a Wind Turbine with Generator-Stator Inter-Turn Faults, Automatika, 54, Vol.1, 2013, pp 89-102.
[8] Chen, Z., Wind Power: An Important Source in Energy Systems, Wind, 1(1), 2021, pp. 90-91.
[9] Wellig, S., D., Nusslé, S., Miltner, D., Kohle, O., Glaizot, O., Braunisch, V., Obrist, M., K., Arlettaz, R., Mitigating the negative impacts of tall wind turbines on bats: Vertical activity profiles and relationships to wind speed, PLoS ONE, 13(3), 2018, pp. 192-213. (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0192493
[10] https://gwec.net/global-wind-report-2022/. (accessed August 28th 2022.)
[11] https://www.iberdrola.com/sustainability/wind-turbines-blades (accessed August 28th 2022.)
[12] Ilić, B., Adamović, Ž, Kenjić, Z, Blaženović, R., Obnovljivi izvori energije i energetska efikasnost, Srpski akademski centar, Novi Sad, 2013.
[13] Sandip A. Kale, Swanand R. Kulkarni, Suraj D. Shravagi, Ganesh P., Bharambe, Materials for small wind turbine blades, 2021, DOI: 10.13140/RG.2.2.22099.09762.
[14] Kreculj, D., Dihovični Dj., Ratković Kovacevic N., Tulip-Shaped Wind Turbines. 9. ICREPS, Belgrade, 2021.
[15] Cooperman A., Eberle A., Lantz E., Wind turbine blade material in the United States: Quantities, costs, and end-of-life options, Resources Conservation and Recycling, Volume 168, 2021.
[16] https://www.strongwell.com/case-study-fiberglass-wind-turbine-blades-have-the-competitive-edge/ (accessed August 28th 2022.)
[17] Kim, Y., Park, J., Lee, N., K., Yoon, J., Profile design of loop-type blade for small wind turbine. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, 4, 2017, pp. 387-392.
[18] https://electrek.co/2022/08/02/worlds-first-wind-turbine-with-recyclable-blades-is-up-and-spinning/.(accessed August 27th 2022.)
[19] https://wes.copernicus.org/preprints/wes-2022-34/wes-2022-34.pdf. (accessed August 29th 2022.)
[20] Mishnaevsky L, Jr., Branner K., Nørgaard Petersen H., Beauson J., McGugan M., Sørensen B., F., Materials for Wind Turbine Blades: An Overview, Materials 10(11):1285, 2017, DOI: 10.3390/ma10111285.