英國科學家借助宇航技術提高風力渦輪機效率

　　風力渦輪機葉片是高性能機器研發中最主要的因素，而高性能機器則是為了最大限度地利用風能這一可持續能源。

　　英格蘭諾丁漢大學日前與相關風能公司發起了一項名為“空氣力量”的為期3年的研究項目，旨在用合適的空氣動力系數和結構特征發展葉片制造方法，提高效率，減少浪費。

　　目前，葉片制造是風力渦輪機生產中的瓶頸。緩慢的生產方法意味著葉片的制造速度無法滿足快速增長的風能行業的需求。現有的流程也是勞動密集型的，這可能導致人為的錯誤和相當程度的浪費。

　　為了解決這些問題，諾丁漢大學工程系的高分子復合材料小組正在探索怎樣借用經過調整的宇航技術，進而改善風力渦輪機葉片的制造方法。

　　研究小組發現，通過使用自動鋪帶技術將復合材料用于葉片制造便可以將每個葉片的成本降低8％。這相當于一個風力渦輪機廠每年可以節省230萬英鎊。此外，使用高剛度纖維可以幫助工程師優化大規模葉片的性能特征，并擴大可用風速的范圍。

　　在該項目中，研究人員正在仔細研究光纖傳感器可以怎樣用于監測生產過程中葉片殘余應變的水平。

　　領導該項目的Peter Schubel博士說：“在我們大學與風能行業的聯系方面，這個項目是獨一無二的。這個項目將不僅改善制造流程，而且將使我們可以監測這些材料在生產過程怎樣發生變化。”

　　Schubel表示：“整合開創性的結構監測解決方案以估算層壓材料固化過程中的微機械應變，可以幫助我們發展更高效的加工條件。”由此帶來的好處還可能擴展到使用相似系統來提供葉片服役期內的結構健康監測。

　　“空氣力量”項目正在開發渦輪機葉片中高為7米的部件，這將被用來展示先進的自動鋪帶和光纖技術。研究人員今年還計劃在諾丁漢大學Sutton Bonington農業區建造一個高15米的測試渦輪機。這個測試渦輪機將用于測試在新葉片形狀、渦輪機設計和電子方面的研究。