Według danych World Wind Energy Association (WWEA) łączna moc zainstalowanych na całej kuli ziemskiej elektrowni wiatrowych wynosiła na koniec 2008 r. 120 gigawatów. Oznacza to wzrost o prawie 30 proc. w stosunku do roku poprzedniego. Zainstalowane elektrownie wiatrowe pokrywały przy tym około 1,5 proc. światowego zużycia energii elektrycznej. Według szacunków WWEA w 2020 r. u energia elektryczna uzyskiwana w elektrowniach wiatrowych pokryje co najmniej 12 proc. światowego zużycia energii elektrycznej. Oczywiście warto zdawać sobie sprawę, że mowa tu o zaledwie kilku krajach, które są w stanie zaadaptować tego typu rozwiązania. Ich wprowadzenie np. w Polsce lub większości krajów wytwarzających niemal 100 proc. energii w tradycyjny sposób byłoby niewskazane z wielu powodów, zarówno ekonomicznych jak i społecznych.
Aktualnie dominują dwa trendy rozwojowe w wykorzystaniu energii wiatru: z jednej strony elektrownie wiatrowe są coraz większe i o coraz większej mocy, a z drugiej strony budowane są coraz częściej na morzach.
Na rynku oferowane są już pierwsze elektrownie wiatrowe o mocy znamionowej od pięciu do sześciu megawatów energii elektrycznej na godzinę. Ich rozmiary są olbrzymie: średnica wirnika osiąga 127 m, a łopaty mają długość ponad 60 m. Nie widać końca tej tendencji - są już plany łopat 70-metrowych i sprawdza się możliwości budowy łopat o długości 90 m. Łopaty wirników są coraz większe, ponieważ skrzydło dwa razy dłuższe ma cztery razy większą powierzchnię i może uzyskać z wiatru cztery razy więcej energii.
Przyjętym celem na 2020 r. jest budowa instalacji o mocy znamionowej 20 megawatów. Taka właśnie wizja stanowi cel, do którego dąży europejski projekt „UpWind”, który wystartował w 2006 r. i będzie realizowany do 2011 r. „UpWind“ jest najważniejszym projektem wspólnych europejskich badań w dziedzinie rozwoju turbin wiatrowych. Jego celem jest polepszenie konkurencyjności elektrowni wiatrowych w stosunku do innych nośników energii.
Na koniec warto dokładnie opisać metodę w oparciu o którą powstają łopaty wiatraków.
Produkcja łopat wirników dla elektrowni wiatrowych nie jest łatwa. Największe i najbardziej nowoczesne skrzydła składają się ze sklejonych warstw włókien szklanych i węglowych, do których w warunkach próżniowych wstrzykiwana jest żywica epoksydowa. Sposób budowy wykorzystujący nowe technologie zapewnia wymaganą ponad standardową stabilność i elastyczność. Jednocześnie skrzydła są cienkie i lekkie.
Metoda próżniowego wstrzykiwania w tzw. konstrukcji sandwich stała się w międzyczasie powszechną metodą produkcji łopat wirnika. Zasada wytwarzania skrzydła jest następująca: najpierw powleka się środkiem antyadhezyjnym wnętrze dwóch połówek formy, która może być ogrzewana. Potem formę wykłada się matami z włókien szklanych i innych materiałów wzmacniających. Następnie układa się specjalne węże, którymi płynąć będzie mieszanka żywicy epoksydowej, utwardzaczy i dodatków. Na to wszystko kładzie się nieprzepuszczającą powietrza folię z tworzywa sztucznego.
Kolejny krok to wyssanie całego powietrza znajdującego się między formą a folią. Tak powstała próżnia zasysa płynną mieszankę żywicy i utwardzacza przez węże do formy i nasyca materiały wzmacniające. Zaletą tej metody jest równomierne impregnowanie włókien, a tym samym wysoka jakość wyprodukowanych elementów i odtwarzalność tej wysokiej jakości. Następnie połówki łopat utwardzane są w temperaturze 70 st. C. Po utwardzeniu odbywa się tzw. ślub obu części – są one sklejane. Przed wielostopniowym lakierowaniem i powlekaniem powierzchni jest ona szlifowana, aby usunąć środki antyadhezyjne.
Żelkot nakładany w pierwszym etapie na łopatę wirnika chroni ją przed działaniem takich czynników, jak wilgoć i światło. Drobne nierówności powierzchni wyrównywane są masą szpachlową. Na koniec lakierowania skrzydeł nakładana jest powłoka chroniąca krawędzie przed zużyciem oraz lakier kryjący.
Skrzydła wiatraka opierają się siłom natury
- Strony:
- 1
- 2