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【前沿技术】国外开发出基于高模量碳纤维/环氧树脂扇形风电叶片,风能捕获率最高达98%
2023-06-24 10:20:14 个人图书馆-碳纤复材

。一体式单体设计还旨在最大限度地提高稳定性,并在理论上延长叶片的寿命,因为没有接缝或粘合剂会随着时间的推移而损坏或疲劳。目前,这些叶片的第一个版本相对较小,尺寸为3×3英尺,目标是扩大到更大的尺寸,以与传统的风力叶片竞争。

为了生产好每一个叶片,将切割好的碳纤维织物放入铝制顶部和底部模具中,并将多层Xenecore薄膜纸放置在每个皮层的顶部。模具闭合,在高温和高压下,微球膨胀成与皮层结合的轻质结构泡沫。该工艺生产出一个单一的、无缝的、无粘合剂的、I型梁自由活动的单体零件。

Xenecore的涡轮机设计包括每个涡轮机上的四个风扇叶片,覆盖了约80%的可用表面积。风推动叶片,使转子旋转,从而在涡轮机中产生能量。根据已故巴西利亚大学航空教授Paulo Abdala博士2021年的一份白皮书,发电量在很大程度上取决于风速。扁平扇形叶片的坚固性有助于在叶片两侧产生陡峭的压差,这会增加风速和发电量。


(相关资料图)

Xenecore希望开发更大规模的叶片,可与传统涡轮机一起工作

根据Xenecore的模拟,在理想条件下,风机理论上可以达到最大98%的风能捕获。此外,该叶片的设计可以承受飓风级的风,在模拟中,它被证明可以承受高达每小时376英里的风速,远远高于飓风的最高速度。Choe表示:这些叶片可以在不改变现有基础设施的情况下在现有涡轮机上运行。

未来的发展潜力

2022年,Xenecore开始生产3×3英尺叶片的5千瓦小型涡轮机,并将其销售给南美的分销商,并在全球范围内在线销售。Choe解释说,这些小型系统旨在取代用于住宅和企业的功率相似的太阳能电池板,提供同等的功率,但它们的性能要好得多,运行成本低三倍。

目前风机以5千瓦的小型版本出售,用于安装在住宅或商业屋顶上

经过测试,这些叶片发电量是类似尺寸的传统风电叶片的七倍。Xenecore测试过的最大系统是一台100千瓦的涡轮机,叶片宽11英尺。它有一个兆瓦级别版本在设计中。

Choe表示,在不久的将来,人们对更大的Fanturbine叶片很感兴趣,并指出这项技术有可能改装法国通用电气GE目前最大的Haliade X涡轮机,这可以将其容量增加100倍,从14兆瓦增加到1.4千兆瓦。

目前,该公司正在寻找投资者和合作伙伴,以帮助将该技术推向下一阶段。为了证明这项技术,Xenecore下一步的目标是在改造退役的风力涡轮机塔架上建造并安装一台1兆瓦的涡轮机。

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