Điện gió là nguồn năng lượng “xanh”, tạo ra điện không gây ô nhiễm đồng thời khai thác nguồn năng lượng vô tận của gió tự nhiên. Khi các tua-bin gió phát triển theo hướng có công suất đầu ra cao hơn, các cánh quạt cũng dài hơn-ví dụ: các cánh của tua-bin gió 1,5MW chính thống có chiều dài 34–37 mét và nặng khoảng 6 tấn (sợi thủy tinh), đặt ra những thách thức kỹ thuật đáng kể.
Hiện tại, hầu hết các lưỡi dao bằng composite đều sử dụng polyme gia cố bằng sợi thủy tinh (GFRP) do chi phí thấp hơn, trong khi polyme gia cố bằng sợi carbon (CFRP) bị hạn chế sử dụng mặc dù hiệu suất tổng thể vượt trội. Cần có một giai đoạn chuyển tiếp trước khi CFRP trở thành xu hướng chủ đạo. Tuy nhiên, vật liệu tổng hợp sợi carbon-với các đặc tính đặc biệt-là vật liệu lý tưởng cho các cánh tuabin gió. Ưu điểm của họ bao gồm:
Tỷ lệ trọng lượng nhẹ và cường độ cao{0}}trên-
Lưỡi CFRP nhẹ hơn 30% so với lưỡi GFRP. Việc giảm trọng lượng này tác động lên hệ thống truyền động, tháp và bệ, làm giảm khối lượng của toàn bộ hệ thống.
Tăng cường độ cứng
CFRP cung cấp độ cứng gấp đôi GFRP. Điều này không chỉ cho phép thiết kế các cánh-được uốn cong trước được tối ưu hóa mà còn duy trì khoảng hở ổn định giữa các cánh quay và tháp trong quá trình vận hành.
Giảm chấn rung vượt trội
Khả năng chống giảm chấn cao của CFRP giúp giảm thiểu rung động tự phát và tăng tốc độ phân rã sau khi dao động. Điều này ngăn chặn sự cộng hưởng giữa tần số lưỡi cắt tự nhiên và các rung động nhất thời, đảm bảo sự ổn định khi vận hành.
Độ bền và tuổi thọ cao
CFRP chịu được áp lực theo chu kỳ do nhiễu loạn gió, chuyển hướng và gió giật, đáp ứng yêu cầu về tuổi thọ thiết kế 20 năm đồng thời giảm rủi ro gãy xương do mỏi.
Chống ăn mòn & Thích ứng với môi trường
Sợi carbon chống lại axit, kiềm và muối, khiến lưỡi CFRP trở nên lý tưởng cho môi trường ven biển, nước mặn{0}}kiềm hoặc ăn mòn với độ bền-lâu dài.
