Ученые из Case Western Reserve University разработали прототип лопасти для ветровых турбин, который значительно легче и в восемь раз прочнее и долговечнее, чем используемые сегодня лопасти ветряков.

Усилия по созданию больших ветровых турбин, способных обеспечить энергией небольшой город, наталкиваются на проблему веса лопастей. Дело в том, что чем тяжелее лопасти ветряка, тем большая сила ветра требуется для проворачивания ротора генератора. Это означает, что ветряк генерирует меньше энергии, а значительная часть ветра расходуется на разгон тяжелых лопастей. Решить эту проблему, сделав лопасти из легкого материала, очень сложно, поскольку ветер прогибает лопасти, они теряют оптимальную форму и опять же – снижается КПД установки, растет стоимость ветрового электричества.

Новая лопасть из полиуретана, армированного углеродными нанотрубками, существенно жестче и легче любых современных материалов, применяемых в ветряках

Новая лопасть из полиуретана, армированного углеродными нанотрубками, существенно жестче и легче любых современных материалов, применяемых в ветряках. При этом новый композит позволяет изготавливать лопасти любой формы и служит примерно в восемь раз дольше, чем эпоксидные лопасти, упрочненные стекловолокном. Результаты механических испытаний полиуретана с углеродными нанотрубками показывают его превосходство над всеми смолами, которые в настоящее время используются для лопастей ветровых турбин. При этом углеродные нанотрубки на единицу объема легче, чем углеродное волокно и алюминий и к тому же более чем в 5 раз прочнее углеволокна и в 60 раз - алюминия.

Опытная турбина с лопастями, выполненными из нового материала, продемонстрировала хорошие результаты: при диаметре ротора около 70 см она выдает мощность в 400 Вт и показывает производительность большую, чем у ветряков из «традиционных» материалов.

Новый материал имеет большое значение для развития ветроэнергетики. Сегодня уже разрабатываются мощные ветряки с 90-м лопастями, которые смогут вырабатывать около 15 МВт электроэнергии. При сравнительно низкой стоимости постройки и эксплуатации, 300 таких ветряков равны по мощности АЭС, а применение нового материала сделает их еще эффективнее и мощнее. Кроме того, новые лопасти могут поднять мощность небольших ветроэлектростанций, которые получают все большее распространение среди владельцев загородной недвижимости.

Источник информации