Soğuk iklimlerde ve yüksek irtifalarda çalışan rüzgar türbinleri kalıcı bir geri dönüşle karşı karşıyadır: atmosferik bir icing. Türbin bıçakları, havadan gelen hassas aerodinamik profiline yol açıyor, negatif etkilerden dolayı hem enerji üretimini ve mekanik bütünlüğü zayıflatır.Özellikle birkaç milimetre kalınlığında, özellikle de önde gelen kenarda yoğunlaşırken, yıllık enerji yakalamasını% 20 ila% 50 azaltımı, yüksek çözünürlükte düşüşe neden oluyor.

Bu riskleri azaltmak için rüzgar enerjisi endüstrisi ağır bir şekilde bıçak kaplama teknolojileri yatırım yaptı. Bu yüzey tedavileri, yüzeye çıkan bıçak kaplama teknolojilerini engellemek veya gerçek formda ortaya çıkan sorunları kaldırmak için daha kolay hale getiriyor. Konsept basit olsa da, pratik uygulama bilimi, kimya ve akışkan dinamikleri yeniden tanımlamak için karmaşık bir araya getiriyor.

Buz Accretion'ın Fiziki Türetler

Bir bıçak yüzeyinde buz formlarının etkili bir kaplama geliştirmede ilk adımdır. Buzlar iki birincil formda meydana gelir: buz ve buzul buz. Rime buz formları süper soğuk su damlacıkları, yüzeyle etkisi altında anında donduruyor. Çünkü damlacıklar yayılmak için zamanımız yok, buz örtüsü ve sert bir kaplama yapısına sahiptir.

Bu kombinasyon, tipik olarak camlar-reinforced epoxy veya polyesterden yapılmış, nispeten yüksek yüzey enerjisi ve önemli mikro-köpektif yüzeyler için genişleyen yüzeysel yüzeyler için nükleasyon siteleri sağlar - yüzey enerjilerini ve güçlü mekanik tıkayanlığı azaltmak veya bu tür yüzeyleri kaldırmak için gerekli olan bir kuvvetle çalışır - kaplama veya zemin kaplamalarını engellemeye çalışır.

Anti-Icing ve De-Icing Kaplama Teknolojileri Türleri

Blade kaplamaları iki gruba geniş ölçüde kategorize edilebilir: dış enerji girişi gerektirmez ve aktif kaplamalar, bu kategorilerde, birkaç farklı teknolojik yaklaşım ortaya çıktı.

Pasif Anti-Icing Kaplamalar

Pasif kaplamalar, basitliği ve devam eden operasyonel maliyetleri nedeniyle en yaygın olarak kullanılanlardır. Tamamen yüzey kimyasına ve üstografisine buzullara güveniyorlar.

[FONT:0]Hydrophobic Kaplamaları [Dönetici: 1) Bu kaplamalar sıvı suyu yeniden şekillendirmek için tasarlanmıştır, yüksek nem veya don koşulları altında etkinliğini kaybedebilir. Condensation doğrudan yüzeyde çok sayıda yaprak etkisi oluşturabilir, ki bu da soğuk algınlığı veya silikonlar tarafından karıştırılır.Bu kaplamalarda su dökmek için etkili olsa da, hidrofobik yüzeyler yüksek nem veya don koşulları altında etkinliğini kaybedebilir. Condensation doğrudan yüksek nem altında formlar, sıkışıp kalmış ve aslında buz nükleksiyonu teşvik edebilir.

[FONT=0]Icephobic Kaplamalar [Döneticileri 1) Bu kaplamalar, sağlam buzların toplayıcı gücünü en aza indirmek için tasarlanmıştır. Hedef, 20 kPasiloxane (PD) veya perfluoropoliether (Pub) gibi yüksek çözünürlükte kullanılan bir yüzeysel kaplamalar ile yüksek çözünürlükte olan bir yüzeysel yüzeylerde yüksek çözünürlükte bulunan bir ısıtılır.

Aktif De-Icing Kaplamalar

Aktif kaplamalar, işlevlerini yerine getirmek için bir enerji girişi gerektirir, ancak ciddi icing olaylarındaki daha güvenilir performans avantajı sunarlar.

0.00)Electroterm Kaplamalar [Dönetici:0] Bu kaplamalar karbon nanotüpleri, grafik veya metalik partiküller doğrudan bu iletken ağ üzerinden geçtiğinde, Joule ısıtmanın sadece birkaç yüz mikronağın oluştuğunda, bu tabakanın ağırlığının altında veya yüksek çözünürlükte bir elektrik akımının altında tutabilir.

Kontrollü Ortamlarda Etkililik

Laboratuvar testleri, pahalı alan denemelerinden önce kaplama performansını ölçmek için kontrollü, tekrarlanabilir koşullar sağlar. Araştırmacılar soğutulmuş rüzgar tünelleri ve sentrifugal buz temizleme testi, icing koşulları ve temel ölçümleri ölçmek için rigs sağlar.

En temel metrik israfı:0.Üyetim gücü[Dönetici: 1) Bu, kondüktif bir buz tabakasının kapsadığı ve ardından, 1 MPa (megapas) üzerinden yapılan yüksek çözünürlükte yapılan çalışmalar için gerekli olan bir yüksek çözünürlükte, 50 kPa gibi akademik dergilerde yayınlanan araştırmalarda belirtilen% 95 veya azaltmanın gerekli olduğunu göstermiştir.

Bir başka önemli metrik dezenfektedir:0.statik su iletişim açısı[Dönetici: 1) Yüksek temas açısı (yüksek dozluluk) süperhidrojenliği olarak bilinen) mükemmel su kesintisi gösterir. Ancak, araştırmacılar her zaman düşük buz tıkanıklığı ile ilgili testlerin, özellikle de beton kirliliğinin altında yatan ve donduran yağmur kirliliğinin (düşük) DUVAR’nin (düşük) yüzeysel olarak kullanılan yüksek dozda (düşük) yüksek çözünürlükte kullanıldığı sonucuna varmıştır.

Lab'dan Alana: Real-World Performance

Laboratuvar sonuçları ve alan performansı arasındaki gulf, birçok umut verici kaplama teknolojilerinin başarısız olduğu yerdir. Bir rüzgar tünelinde, bir kaplama 100 icing ve de-icing döngüsü hayatta kalabilir. Alanda, aynı kaplamanın 300 km/h, deniz ortamlarında tuz spreyi ile aynı kaplamaya katlanmak zorundadır.

Büyük Türbin üreticileri ve bağımsız kaplama tedarikçileri ile yapılan saha çalışmaları, altta yatan substratı açığa çıkarır ve bu şekilde işe yaramayan özellikleri ortadan kaldırır.En anti-fiking kaplamaları için . Erosion striptizleri dikkatlice mühendisileştirilmiş buzphobik top örtüsünden uzaklaştırır, altta yatan substratı açığa çıkarır ve düşük enerjili kimya ile direnişi bir araya getirir.

İskandinavya ve Kanada'daki operasyonel türbinlerden gelen veriler, kaplamaların pratikte elde edebileceği daha fazla çıplak bir resim sunar.Bu, pasif kaplamanın tüm buz accretion in a heavy fırtına, field denemeleri, yüksek kaliteli buz topcoats'ın, yüksek kaliteli bir buzul top örtüsünün, yüksek çözünürlükte 50-70 oranındaki yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bir buzul sistemindeki maliyetinin ilk iki mevsimde tamamen geri çekilmesini engelleyemeyeceğine işaret etmektedir.

Ekonomik ve Operasyonel Etki

Gelişmiş bıçak kaplamalarına yatırım kararı nihayetinde ekonomik bir hesaplamadır.Bu maliyete karşı yüksek performanslı bir buzfobik boya sistemi uygulamak, önde gelen koruma dahil olmak üzere, binlerce dolardan 20 dolara kadar binlerce dolar tasarruf edebilir ve uygulamanın yeni bir türbin veya retrofit için olup olmadığınız için, bu maliyet operatörlerin, önemli kayıp gelirlerini kesintiye uğratmalıdır.

Etkili kaplamalar ayrıca sık sık site denetimleri için ihtiyaç azaltır ve yüksek rüzgar hızları ve öngörülebilir kış kaplamaları ile kuzey bölgelerinin toplam güvenini azaltırlar, buz yüklerini azaltır ve titreşimleri satın alır (PPAs) böylece kış ayları için daha fazla üretim tahmini sunmalarına izin verir.

Kalıcı Zorluklar ve Durability Ins

Açık faydalara rağmen, gelişmiş bıçak kaplamalarının yaygın olarak kabul edilmesinde önemli engeller kalır. zorluklar öncelikle dayanıklılık, maliyet ve uygulama tutarlılığı ile ilgilidir.

Lider-Edge Erosion

Bu en kalıcı meydan okumadır. bıçak ipucu 90 m /s (200 mph) Yağmur damlacıkları ve hava yoluyla katılımcısı bu yüzeye güçlü bir sandalet olarak hareket eder. Ne yazık ki, PDMS ve polymers gibi, sürekli olarak yumuşak bir şekilde erozyona karşı dayanıklı ve sert bir şekilde koruma sağlar.

UV ve Kimyasal Degradasyon

Güneşten UV radyasyonu zamanla polimer zincirlerini kırıyor. Bu, kaplama yüzeyinin çırpılması ve mikro-kahkahalar geliştirmesine neden oluyor. Bu mikro-kahkahalar sadece yüzey bitirmek için değil aynı zamanda su ingress için nükleasyon siteleri sağlar, kaplama-substratejik bağının başarısızlığını hızlandırır.

Scale-Up ve Uygulama Consistency

10 cm laboratuvarda kusursuz bir şekilde performans gösteren bir kaplama, 50 metre bıçağı tozlu, rüzgarlı alan ortamındaki roller veya sprey ekipman kullanarak farklı davranabilir. Tüm bıçak yüzeyi boyunca üniformalı kalınlık ve tutarlı yüzey kimyası olağanüstü derecede zor. Yüzeydeki Variations in Surface can lead to amounts blowentially.

Durability Dilemma

Aşırı buzfobisi ve mekanik dayanıklılık arasında doğal bir ticaret var. Yumuşak, PDMS-rich yüzey, nano-kompozisyon oluşturmak gibi çok düşük frekanslı bir direnç var. Sert dolu poliurethane kaplaması son derece dayanıklı ama oldukça yüksek bir betonda betonarmeler gösteriyor.Bilim topluluğundaki birincil araştırma hedefi bu özellikleri ikiye katlamak ve nano-kompozisyonlar oluşturmak gibi bir malzeme yaratmaktır.

Sonraki -Generation Solutions ve Araştırma Trajectories

Araştırma, dayanıklılık ikiliğinin üstesinden gelmek için tasarlanmış tek işlevli kaplamalardan uzaklaşıyor.

Umut verici birpho yolu, kaplamalar çizilir veya çürüktür, o zaman hasarlı alana ve "heal" yüzeyinin içine aktığı, hidrofobik veya buzfobik ajanlarla dolu mikrokapıklar içerir.Inglish, the lips, those lipss of the agents are studying.

Son olarak, [[0)Zizman ve izleme[Dönetici: 1) Doğrudan kaplama katmanına sahip olmak, mikro-sensor veya davranış izlerini gömmek, kaplamanın kendisi buz accretion kalınlığı ve konumuna gerçek zamanlı geri bildirim sağlayabilir.Bu, operatörlerin ihtiyaç duyduklarında ve nerede tam olarak aktif de-dikalize edilmesine izin verir, maksimum enerji verimliliği ve minim takmak için ısıtma elemanlarında aşınma sağlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Bıçak kaplamaları kendilerini rüzgar türbini icing karşı mücadelede vazgeçilmez bir araç olarak belirlediler. Bir galon çözümü değil, daha geniş bir icing yönetim stratejisinin önemli bir bileşeni de dahil edilebilir, bıçak ısıtma ve operasyonel tahminler.Bir kaplamanın etkinliği son derece bağımsızdır: bir Alp ime-ice sitesi için ideal bir çözüm, bir kıyı glaze-bilite ortamı için gerekli olan bir çözüm için önemli ölçüde farklılık gösterir.

Rüzgar enerjisi endüstrisi yüksek kaliteli rüzgar kaynaklarına erişmek için daha uzak ve soğuk bölgelere itiyorsa, dayanıklılık ikiliği çözmek için ekonomik zorunluluk sadece gelişmiş kompozit polimerlerde yatırıma devam edecek, biyomimetic tasarımları ve hibrit aktif-passive sistemler, bir sonraki buz serbest türbinleri bıçakları için yörüngeyi tanımlamaktır. Soğuk iklimlerde operatörler için, bu gelişmeler ve saygın kaplama tedarikçileri ile ilgili bilgi sahibi olmak, gelişmiş kompozit polimerler için verimli ve güvenli kalmasını sağlamak için önemlidir.