Podziel się
W związku z tym, że w Polsce przybywa i przybywać będzie kolejnych wiatraków zatem wcześniej czy później pojawią się awarie czy uszkodzenia. Uszkodzenia mogą powstawać m. in. w wyniku uderzenia piorunem.
Co w sytuacji, kiedy zostanie uszkodzone tylko jedno śmigło? Czy wystarczy wymiana tylko jednej łopaty czy jednak wiatraki są tak precyzyjnymi urządzeniami, że w takiej sytuacji należy wymienić cały komplet śmigieł? Poniżej przedstawiam analizę przypadku uszkodzenia jednej łopaty rotora w elektrowni wiatrowej. Przeanalizowałem rolę i funkcję łopaty wirnika w elektrowni wiatrowej, konstrukcję i technologię produkcji łopat wirnika oraz uszkodzenia jakie powstały na tylko jednej łopacie.
Wirnik zwany rotorem jest szczególnie ważnym elementem elektrowni wiatrowej. Forma wirnika decyduje o wydajności urządzenia. Z wirnikiem są połączone śmigła, które na etapie produkcji są optymalizowane pod kątem aerodynamiki, użytych materiałów, hałasu, odbijania promieni słonecznych, wytrzymałości materiałów, zużycia powierzchni łopaty oraz rozkładu mas na ich powierzchni. Zwłaszcza masa i dokładność jej rozkładu na poszczególnych łopatach wirnika ma decydujący wpływ na trwałość elektrowni wiatrowej. Należy również zauważyć, że łopaty do pojedynczej elektrowni wiatrowej są produkowane w komplecie – 3 szt. jednocześnie. Wszystko to powoduje, że łopaty są po wieży i fundamencie jednymi z najdroższych elementów elektrowni wiatrowej. Wszystko to powoduje, że łopaty wirnika są stale modernizowane i ulepszane pod wieloma kątami. Te ciągłe modernizacje i udoskonalenia spowodowały, że w ostatnich 20 latach średnice rotorów wzrosły średnio ponad ośmiokrotnie, podczas kiedy moce elektrowni wzrosły nawet 250 razy. (…)
Łopaty rotora osiągają dziś długości do 80 metrów i szerokości ponad 5 metrów. W przypadku wszystkich wielkości łopat zasady konstrukcji są jednakowe. Budowa tych elementów wymaga precyzyjnego łączenia włókien, żywic, sklejek oraz innych dodatków. Najcięższe z łopat posiadają masę ok. 20 ton. Z uwagi na wielkość produktu końcowego utrzymanie precyzji jest niezwykle trudne dla całych serii. Z tego powodu, aby wyeliminować ryzyko różnic pomiędzy poszczególnymi elementami, stosuje się produkcję w krótkich seriach, najczęściej ograniczających się do trzech sztuk, które na całym etapie są do siebie ciągle porównywane i produkowane w tych samych warunkach i z użyciem jednakowych materiałów. Do tego dochodzi fakt, że włókna i żywice używane do produkcji schną niezwykle szybko, a niektóre składniki muszą być rozprowadzane ciśnieniowo w czasie zaledwie kilku minut z uwagi na bardzo krótki czas twardnienia. Nie jest możliwe, aby proces produkcji kompletu łopat przerwać w dowolnym momencie, ponieważ nie ma możliwości odwrócenia jakiejkolwiek czynności. Usunięcie lub ponowne naniesienie np. warstwy żywicy zmienia cechy motoryczne konstrukcji oraz odróżnia element od pozostałych dwóch w serii. (…)
Reasumując w przypadku znacznych uszkodzeń jednego śmigła możliwa jest jedynie wymiana wszystkich łopat wirnika elektrowni wiatrowej.
Piotr Rudyszyn
w4e Centrum Energii Wiatrowej
Cały artykuł w numerze 2/2014
Najczęściej
czytane
Tylko u nas