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Système antigivrage futé pour des lames de rotor

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Dans des zones climatiques très froides, le vent peut souffler avec la force énorme. Mais des turbines de vent rarement ont été construites dans ces régions jusqu'ici. Le risque de givrage sur les lames de rotor est juste trop haut. Mais maintenant, un système de chauffage de rendement optimum libère ces turbines de la glace dans une question des secondes. Il est seulement alimenté quand l'eau gèle

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Un certain nombre de compagnies timides à partir des systèmes actionnés par le vent de bâtiment dans des régions nordiques, quoique le vent souffle avec la grande puissance là. Pour commencer par, les conditions atmosphériques représentent un défi herculéen : Les propriétés aérodynamiques détériorent quand une couche de glace forme sur les lames de rotor pendant que les températures chutent au au-dessous-zéro de la gamme dans des états de congélation d'orage. Les turbines produisent moins d'énergie. La redistribution inexorable des charges touche à l'équilibre global, qui en outre signifie que les lames pourraient panne plus rapidement. Sur ceci est le risque de sûreté lié aux glaçons interrompant. Quand le risque de givrage surgit, les opérateurs arrêteront immédiatement les systèmes. La production d'énergie annuelle devient nettement diminuée ? les accumulations de glace causent des pertes de puissance s'étendant n'importe où de 14 à 20 pour cent. En dépit du vaste potentiel, des turbines de vent sont par conséquent beaucoup moins pour être construites dans des régions de climat froid. C'est où l'UE ? s ? Projet de Windheat ? étapes dans : Travaillant en collaboration commune avec six sociétés de quatre états d'UE, les chercheurs à l'institut de Fraunhofer pour la technologie de fabrication et l'automation IPA à Stuttgart développent un système de rendement optimum de détection de glaces et d'anti-givrage (ou le dégivrent) pour de petits groupes électrogènes de turbine de vent. Des périodes des temps de panne dus aux conditions atmosphériques devraient être évitées de cette façon.

L'enduit de nanotube de carbone fait fondre la glace

Les systèmes antigivrage existants sont grands consommateurs d'énergie, puisqu'ils doivent réchauffer la lame de rotor entière ? indépendamment de si la lame entière est réellement affectée. Mais avec ? Windheat ? les associés de projet prennent un itinéraire différent : Cette lame de rotor est divisée dedans à une série de zones qui chacune ont été finies avec un enduit du nanotube de carbone (CNT). Puis, un détecteur de glaces séparé est intégré dans chaque couche individuelle de CNT. ? Notre enduit de nanotube de carbone chauffe seulement ces zones qui sont congelées réellement. Ce sont les bords de la lame de rotor, en premier lieu ? dit Anne Gerten, scientifique à IPA.

Ces sondes minuscules et sensibles mesurent constamment la température et l'humidité sur la surface, réagissent aux plus légères fluctuations, et détectent quand l'eau gèle. Si de la glace est détectée, alors, dans une question des secondes, les détecteurs branchent l'élément de la chaleur qui fournit la couche correspondante de CNT. Une fois que la glace a fondu, la chaleur est automatiquement coupée. ? La combinaison étant fait d'enduit et sondes de CNT, nous pouvons viser et chauffer les zones glacées-vers le haut et essentiellement, seulement quand on l'exige réellement ? ajoute Gerten. Le but du projet est d'augmenter l'efficacité énergétique de au moins 18 pour cent, utilisant cette stratégie de dégivrage.

La couche de CNT, juste quelques micromètres épais, peut être appliquée à la lame de rotor facilement. Elle est appliquée en pulvérisant CNT sur un film auto-adhésif de polymère. le Clair-manteau isole l'enduit et le protège en plus contre l'humidité et les effets mécaniques. Les chercheurs ont choisi ce matériel en raison de ses excellentes propriétés mécaniques. ? En principe, ces nanotubes de carbone sont des couches enveloppées de graphite qui se touchent dans divers endroits. À ces points de contact, le courant électrique est converti en chaleur ? le chercheur explique.

Essais dans la soufflerie

Quels secteurs des lames de rotor sont particulièrement susceptibles de l'habillage de glace ? Dans le projet, ils ont employé des simulations sur ordinateur pour figurer ceci dehors. Surtout, les bords des lames s'avèrent être les points névralgiques. Les chercheurs d'IPA pouvaient confirmer ces résultats par des essais dans la soufflerie. Au minus 30 degrés de Celsius, en glace, pluie, et avec des vitesses du vent de divers prototypes de jusqu'à 120 km/h ont été examinés dans des conditions réelles. Entre autres, les scientifiques ont équipé la lame de rotor d'un petit générateur de turbine de vent avec l'enduit de CNT. ? Nous avons appliqué les matériaux accessibles aux sondes et aux éléments de chauffe. C'est une condition préalable importante à rendre le système antigivrage faisable pour la production périodique ? explique Dipl. - Ing. Sascha Getto, un collègue d'Anne Gerten ? s à IPA et chercheur responsable des essais en soufflerie. ? Nous avons conçu et avons établi les prototypes pour de petits systèmes de turbine de vent, mais sont-ils absolument appropriés à la modification classieuse. ? Getto considère comme étant l'aviation également un champ d'application potentiel pour le système de Windheat ? ce qui pourrait dégivrer des ailes d'avion.