211service.com
GE hoopt zijn doek windturbine-idee te laten vliegen
GE hoopt windturbines veel goedkoper te maken en nieuwe manieren te openen om ze te ontwerpen, door de stijve glasvezelbladen die het nu gebruikt te dumpen ten gunste van turbinebladen gemaakt van stof. GE zegt dat het project, dat onlangs bijna $ 4 miljoen ontving van het Amerikaanse Advanced Research Projects Agency for Energy, de kosten van windturbinebladen met 40 procent zou kunnen verlagen.
doek mes: Deze illustratie laat zien hoe een dwarsdoorsnede van GE's stoffen bladen eruit zou kunnen zien. De stof wordt gespannen over een composiet frame (lichtgrijs) en centrale ligger (geel en groen).
Een manier om de kosten van windenergie te verlagen, is door grotere turbines te maken. Maar naarmate de bladen groter werden, zijn de kosten om ze te maken ook gestegen, zegt Wendy Lin, hoofdingenieur bij GE. Dat compenseert enkele van de voordelen van grotere turbines. We weten dat we de manier waarop we deze bladen maken echt drastisch moeten veranderen om de kosten van het systeem omlaag te brengen, zegt ze.
GE is van plan een stof te gebruiken die aanzienlijk verschilt van de duurzame stoffen die nu in de architectuur worden gebruikt (zoals voor het dak van de luchthaven van Denver) of voor zweefvliegtuigen. Bij dergelijke projecten wordt polyester gebruikt, dat niet duurzaam genoeg zou zijn voor windturbines, zegt Lin. In plaats daarvan is GE van plan om op glas gebaseerde stoffen te gebruiken. Inderdaad, zelfs de huidige windturbinebladen van glasvezel beginnen met glasdoek. De bladen worden stijf gemaakt door de stof te cementeren met stijve kunststofhars. GE is van plan om in plaats daarvan een zachte, rubberachtige hars te gebruiken, waardoor de stof enige flexibiliteit behoudt. Die flexibiliteit zal het veerkrachtiger maken dan stijf glasvezel, waardoor GE op zijn beurt minder materiaal kan gebruiken, wat de materiaalkosten en het gewicht verlaagt.
Het ontwerp vraagt om een frame dat lijkt op de rondhouten en ribben die in vliegtuigvleugels worden gebruikt. Over dat frame wordt de stof gespannen. Deze structuur zou veel goedkoper kunnen zijn om te vervaardigen dan glasvezelbladen, waarvoor vormen nodig zijn die zo groot zijn dat arbeiders erin lopen om lagen glasvezel neer te leggen. Er is veel ruimte voor fouten in dit arbeidsintensieve proces, dus er zijn hoogopgeleide, dure werknemers nodig.
Het nieuwe ontwerp vereist geen grote, dure vormen en de bladen kunnen op een meer geautomatiseerde manier worden gemaakt.
Als GE de kosten van de wieken met 40 procent kan verlagen, zou dit de totale kosten van windturbines met maar liefst 10 procent verlagen. De voordelen kunnen verder gaan dan deze kostenbesparing, aangezien de op stof gebaseerde bladen nieuwe ontwerpen mogelijk maken, inclusief bladen die van vorm veranderen om zich aan veranderende windomstandigheden aan te passen. De nieuwe productiemethoden zouden ook de beperkingen op de bladgrootte elimineren die worden opgelegd door de moeilijkheid om lange, brede bladen te transporteren, waardoor grotere windturbines praktisch worden (zie Een machtige windturbine en Grotere, betere windturbines bouwen). GE zegt dat het de bladen uiteindelijk ter plaatse zou kunnen monteren in plaats van in een fabriek.
In het kader van het ARPA-E-programma zal GE bepalen hoe de bladen het beste kunnen worden gefabriceerd, waarbij wordt gekeken naar zaken als hoe de stof aan het frame moet worden bevestigd. Het zal geen wandeling in het park zijn om dit te laten werken, zegt Lin. Maar we hebben de risico's geïdentificeerd.