与来自欧盟四个州的六家公司合作,弗劳恩霍夫研究所用于制造工程和自动化,IPA开发了一种节能的,碳纳米管涂料的基于碳纳米管涂料,用于风力涡轮机的抗冰系统。这项工作是欧盟“风车项目”的一部分。
在寒冷的气候下,风通常非常强。但是,由于转子叶片上的极端条件和冰的形成,使用风力涡轮机采取这种能量并不容易。当冰形成时,它会降低空气动力学性能,涡轮叶片产生的能量较低,并且叶片的寿命受到严重影响。
此外,打破冰柱会带来重大的安全风险。每当冰上形成冰时,风力涡轮机系统通常会关闭。这会导致发电大约14-20%的损失。因此,在寒冷地区不建议使用风力涡轮机的建造。
寒冷地区的风力涡轮机系统确实具有抗冰系统,但是由于这些系统旨在加热整个刀片,因此它们消耗了大量能量。作为“风车”项目的一部分,已经使用了另一种技术。合作者将转子叶片分为不同的区域。每个区域都用碳纳米管(CNT)涂层完成。为每个CNT层添加了专用的冰探测器。
这些检测器连续测量刀片表面上的湿度和温度。当他们检测到冰时,相应层的加热元件打开,当冰融化时,热源会自动关闭。“风能”项目旨在将风力涡轮机在寒冷地区的能源效率提高18%。
研究人员使用计算机模拟发现,涡轮叶片的边缘更容易堆积冰。原型的风洞测试证实了这些发现。在高风速(120 km/h)的各种条件下测试了原型。
研究人员使用低成本材料来生产加热元件和传感器,这将使它们很容亚博网站下载易被大量生产。该团队将CNT涂层涂在小风力涡轮系统的转子叶片上,以执行初始测试,并发现该模型适合扩大规模,也可以用于改装。