Inhoud
Met de toenemende technologie en populariteit van windenergie zoeken onderzoekers naar materialen die kunnen worden gebruikt om langere bladen te maken zonder structurele integriteit op te offeren. Verschillende materialen zijn gebruikt voor zowel industriële windenergieproductie als kleine huishoudelijke toepassingen. Hiertoe behoren glasvezel, staal, aluminium, PVC, hout en polymeerhars. Tegenwoordig zijn de meeste bladen met glasvezel versterkt plastic (GFK), een vezelversterkt polymeercomposiet met hoge trek- en druksterkte.
Polyvinylchloride (PVC)
PVC-bladen zijn een goedkope optie die vaak wordt gebruikt door doe-het-zelf turbinebouwers. Een voordeel van het materiaal is het gemak waarmee de aannemer het kan vormen. Het is ook relatief goedkoop, waardoor het aantrekkelijk is voor beperkte budgetoperaties. Bij blootstelling aan de elementen zwakt PVC echter voortdurend af totdat het erg broos wordt en kleine scheurtjes in het oppervlak vormt. Het resultaat is dat een zwervende bries de schop kan breken en de turbine kan uitschakelen.
Madeira
Hout is een ander veel voorkomend materiaal voor kleine en zelfgemaakte molens. Hoewel het een gemakkelijk verkrijgbaar goedkoop materiaal is, biedt hout voor de huisbouwer verschillende problemen. Het vereist een groot vermogen om nauwkeurig te worden gevormd. Als het hout niet goed wordt behandeld, is het extreem gevoelig voor weersomstandigheden, vervormt het door vocht of wordt het broos door blootstelling aan de zon. Bovendien is het niet erg stevig onder zijdestress, zeer sterke wind kan zonder veel moeite een houten schop ontwortelen.
Roestvrij staal
Aluminiumbladen verschenen kort nadat de huishoudelijke windenergie-industrie explodeerde. Veel fabrikanten bieden precisie-gemanipuleerde aluminium lamellen. Hoewel de meeste grootschalige generatoren deze bladen niet gebruiken, zijn ze een uitstekend materiaal voor kleine turbines. Ondanks dat ze relatief zwaar zijn op kunststoffen, zijn aluminium lamellen weerbestendig, veerkrachtig en verkrijgbaar bij meerdere leveranciers. De keerzijde is dat ze duurder zijn dan de andere opties. Bovendien is de maximale rotordiameter strikt beperkt vanwege het gewicht van het materiaal.
Composiet materialen
Composietmaterialen zoals glasvezel en GRP zijn momenteel het meest gebruikt in de bouw van windturbines. Glasvezel wordt over het algemeen alleen gebruikt voor kleine huishoudtoepassingen, omdat het meestal brosser is dan andere vezelgebaseerde materialen. Hierdoor is glasvezel een nadeel voor commerciële doeleinden.
GRP (glass-reinforced plastic) is vergelijkbaar met glasvezel, waar ingenieurs het produceren door meerdere lagen glasvezelnetten, waardoor de vorm van het blad wordt gecreëerd. Over het algemeen wordt de GRP gebruikt als een coatinglaag, met een vulmiddel in de structuur. Het heeft het voordeel dat het een lichtgewicht is, wat helpt bij de beweging van grote rotorbladen. Het is ook sterker dan glasvezel, wat een grotere rotordiameter mogelijk maakt zonder het risico van breuk te lopen bij snelle wind.