افزایش عملکرد توربین‌های بادی با پره‌های فلزی
ولی با پره های فولادی بازیافت این پره ها تا 90 درصد افزایش می یابد و قیمت آنها در مقایسه با پره های پلاستیکی به مراتب کمتر است.
توربین های بادی انرژی پاکی را وارد شبکه می کنند. به منظور کاهش وزن آنها، اغلب این توربین ها دارای پره های پلاستیکی تقویت شده با فیبر هستند. به علت پیچیدگی های موجود، این مواد به ندرت بازیافت می شوند. محققان در موسسه ماشین آلات و تکنولوژی ساخت فرانهوفر آی دبلیو یو (IWU) در چمنیز (Chemnitz) پیرامون تغییر جنس این پره ها به فلز به ویژه فولاد در حال تحقیق هستند. در ابعاد کوچک، وزن این پره ها چندان دردسرساز نیست اما با بزرگ تر شدن سایز پره ها برای جلوگیری از ایجاد مشکل ناشی از افزایش وزن، از آلیاژها سبک استفاده می کنند. محققان موسسه فرانهوفر آی دبلیو یو با همکاری دانشگاه بروسل وی یو بی (VUB) در این پروژه، به پیشرفت هایی در زمینه آیرودینامیک لازم و زنجیره های مهم فرآیند تولید دست یافته اند.
تولید پره های فولادی مزایای بسیاری دارد. مارکو پرول (Marco Pröhl) محقق آی دبلیو یو در این مورد گفته است:« نخستین فایده این پره ها اینست که به مقدار قابل توجهی با محیط زیست سازگار هستند چرا که بیش از 90 درصد فولاد آنها قابل بازیافت است. بنابراین استفاده از پره های فولادی، موجب می شود توربین های باد کاملا بی ضرر برای محیط زیست شناخته شوند. فایده مهم دیگر آنها در مقایسه با پره های پلاستیکی تقویت شده با فیبر در قیمت آنهاست. هزینه تولید این پره های فولادی تا 90 درصد کمتر است و پره ها می توانند با دقت بالاتری تولید شوند.»
علاوه بر این، به علت موازی بودن فرآیند تولید پره های فلزی با سرعت بیشتری تولید می شوند (به عنوان مثال همزمان با ورود یک ورق فلزی جدید به خط تولید، اولین پره نخستین قدم فرآیند را به اتمام رسانده است). سپس تقریبا هر 30 ثانیه یک پره فلزی کامل تولید می شود این در حالی است که همین فرآیند برای تولید پره های پلاستیکی تقویت شده با فیبر تقریبا چند ساعت زمان می برد.
اصلی ترین علت این تفاوت ها ناشی از فرآیند تولید است. پره های پلاستیکی تقویت شده با فیبر اغلب به یک فرآیند دستی خاصی نیاز دارند: ابتدا قالب مناسبی باید برای پره ها ساخته شود. بر اساس تنوع تولیدات، کارگران بوریای فیبر را لایه به لایه روی هم قرار داده و پس از تزریق رزین، این مخلوط را چند ساعت داخل کوره های گرم قرار می دهند تا سخت شود. به این ترتیب دو پوسته تولید می شوند که ابتدا لبه های اضافی آنها تراشیده شده و سپس به هم چشبانده می شوند. این مراحل می توانند در تولید پره های فلزی به طور هم زمان صورت گیرند.
به عنوان فاکتور دیگری از مقایسه این دو نوع پره، تولید پره های فلزی به صورت اتوماتیک است. فرآیند تولید شبیه صنعت اتوماتیک است یعنی برای تولید سری مناسب می باشد. محققان در ابتدا با یک ورقه صاف فلزی کار را شروع کردند. آنها این ورقه را با دستگاه خمیده کردند تا به شکل یک پره درآید. سپس گوشه های اضافی را با لیزر برش دادند تا شکلی بسته به وجود آورند. پس از قرار دادن شکل پرداخت شده در ابزار قالب با شکل مطلوب، مخلوط قابل بازیافتی از آب و روغن را در لایه داخلی پره پمپ کرده و سپس آنرا تحت فشار شدیدی قرار دادند. این فشار معادل فشار آب در عمق هزاران متری بود. به این ترتیب شکل نهایی موثر به پره داده شد. پرول در این رابطه عنوان کرد :« اینکه ما پره را از داخل به بیرون شکل دادیم موجب شد تا بی دقتی های احتمالی مراحل قبل را جبران کنیم. هندسه پره پس از قدم اول تولید به خوبی حاصل شد. به گونه ای که دقت استقرار پره ها داخل ابزار قالب حدود 0.1 میلی متر بود.»
در حال حاضر محققان پره ای با عرض 15 سانتی متر و طول 30 سانتی متر تولید کرده اند و از آن برای بهینه سازی قدم های فرآیند تولید به طور جداگانه استفاده کرده اند. قدم بعدی آنها تولید کامل موتور و پره ها برای یک توربین باد عمودی با طول پره 2.8 متر و قطر 2 متر است. به محض این که این توربین برای تست در ساحل بلگین مستقر شود، در مسیر بهره برداری قرار خواهد گرفت.
توضیح عکس: با استفاده از یک ورق فولاد 1 میلی متری با ویژگی های یکنواخت، قالب با شکل مشخص و به کمک مخلوط آب و روغن، یک پره روتور به شکل نهایی مطلوب درآمد.
