Giganti sužovaní erozí
K cílům EU v oblasti obnovitelné energie má nejvíce přispívat větrná energie. V loňském roce pokryla asi 16 % evropské poptávky a v plánu je v příštích 5 letech zvýšení energie z větru o ca 50 %.
Zvýšení výkonu bude dosaženo nejen větším počtem instalací, ale i větrnými turbínami, umožňujícími vyrábět více energie než jejich předchůdci a které budou méně mimo provoz.
Turbíny jsou vystaveny velmi drsným pracovním podmínkám. Od roku 2000 se průměrná délka lopatek více než zdvojnásobila. U novějších modelů se očekává, že dosáhnou délek přesahujících 85 m a některé pobřežní turbíny jsou osazeny lopatkami dlouhými 110 m – což je rotor o průměru dvou fotbalových hřišť. Ale čím větší listy, tím rychleji se pohybují jejich hroty a tím větší je eroze na náběžných hranách. A to je hlavním důvodem neplánovaných oprav. Lopatky podle vědců selhávají 12krát častěji v důsledku povrchové eroze než v důsledku poruchy konstrukce. Vnitřní defekty v povlaku číhající pod povrchovou erozí jsou těžko zjistitelné.
Aby turbína odolala přírodním silám a tlakům, které rotace vytváří, jsou listy vyráběny s vícevrstvým pláštěm. Typicky však vnější vrstva během provozu eroduje a vnitřní vrstvy se mohou oddělit. Teoretická životnost turbíny je 25 let, současné středně velké systémy vyžadují údržbu už po 10 letech, a novější, s většími rotačními průměry, vykazují nezřídka silnou erozi už během druhého roku provozu.
Pružný povrch chrání rotory
K řešení problému vyvinula firma Aerox Arolep systém ochrany hran pomocí kombinace vylepšených povlaků a metod detekce. Na rozdíl od běžných povlaků, je viskoelastický, což znamená, že se pod napětím poddá nebo přesněji deformuje a vrací se zpět. To je dosaženo kombinací dvou polymerů s různými komplementárními vlastnostmi. Povlak dokáže absorbovat vysokorychlostní a vysokofrekvenční nárazy na přední hranu listu a na míru šitá modifikace vlastností polymeru zajišťuje, že povlak i materiály čepele spolupracují, takže účinky nárazu jsou rozptýleny v celé struktuře listu. Nezávislé výkonnostní testy ukázaly, že Arolep chrání integritu lopatek lépe než jakékoli jiné řešení.
Další řešení umožňuje nahlédnout dovnitř vícevrstvých povlaků. Technologie THz firmy Das-Nono pracující v terahertzové oblasti elektromagnetického spektra mezi mikrovlnnými a infračervenými frekvencemi, dokáže „vidět“ skrz věci a identifikovat jejich chemické složení a elektrické vlastnosti nedestruktivním a neionizujícím způsobem. Může provádět hlubokou charakterizaci jednotlivých vrstev struktury povlaku a jakékoli čepele nezávisle na materiálech, což umožňuje kvantifikaci přilnavosti mezi vrstvami.
Allison Baloghová
Foto: Shutterstock
107
.gif)
