Голландский разработчик лопастей для ветрогенераторов We4Ce создал десять комплектов роторных лопастей для стартапа TouchWind, также из Нидерландов. Эти лопасти предназначены для испытаний на инновационной плавучей турбине TW6. Конструкция этой турбины представляет собой единый самонаклоняющийся ротор, что является отходом от традиционных трехлопастных моделей.
Коммерческая версия нового ротора проектируется с расчетом на устойчивость к скорости ветра до 250 км/ч, что соответствует самому высокому классу ветровой нагрузки в отраслевых стандартах. Ожидается, что стоимость таких турбин будет значительно ниже, чем у традиционных, при этом они обеспечат более высокую выработку энергии.
Для производства как пресс-форм, так и самих лопастей компания We4Ce сотрудничала с голландским специалистом по пресс-формам Kleizen. Компания TouchWind, основным акционером которой является японская Mitsui O.S.K. Lines (MOL), выбрала We4Ce в качестве ведущего партнера по разработке и поставке лопастей.
Поставка лопастей знаменует начало следующего этапа испытаний прототипа инновационной ветряной турбины TouchWind с наклонным цельным ротором. Прототипы мощностью 12 кВт оснащены ротором диаметром шесть метров, спроектированным для эффективного улавливания энергии. Испытания будут проводиться как на суше, так и в море. Турбины разместят близко друг к другу для подтверждения высокой плотности энергии, ранее продемонстрированной в ходе испытаний в аэродинамической трубе. В настоящее время сборка ветрогенератора проходит в Эйндховене, а испытания планируется начать летом.
Арнольд Тиммер, управляющий директор We4Ce, поясняет, что его компания разработала особую конструкцию для этой, сравнительно небольшой, лопасти, отличающуюся от стандартных лопастей, используемых сегодня. Он добавляет, что за аэродинамический дизайн отвечает изобретатель Рикус ван де Клиппе из TouchWind, создавший новаторскую конструкцию с подветренным расположением ротора и функцией самонаклона. При высоких скоростях ветра ротор отклоняется вверх, располагаясь почти параллельно поверхности воды.
Принцип работы турбины напоминает воздушного змея: вместо того чтобы противостоять ветру, как традиционные турбины, она как бы «поднимает себя» с помощью ветра, используя аэродинамическую подъемную силу для стабилизации и регулирования мощности. Такая конфигурация позволяет лопасти более эффективно использовать сильные ветры, одновременно снижая нагрузку на конструкцию.
Конструкция TouchWind направлена не только на уменьшение взаимного влияния ветрогенераторов друг на друга, что является распространенной проблемой на крупных ветровых электростанциях, но и на повышение общей эффективности выработки электроэнергии ветропарком.
Уникальная конструкция с «поднимающимся» ротором снижает общий вес как самой ветряной турбины, так и ее плавучей платформы, что способствует более простому и экономичному развертыванию.
Обычные трехлопастные турбины отключаются при скорости ветра свыше 90 км/ч во избежание повреждений от перегрузки, особенно опасных для лопастей. Благодаря саморегулирующемуся одиночному ротору конструкция TouchWind минимизирует стрессовые нагрузки и остается в рабочем состоянии при скорости ветра до 250 км/ч.
Компания We4Ce разработала новый метод производства центральной части лопасти ротора с использованием технологии одноэтапной инфузии. Проектирование аэродинамических оболочек таким образом, чтобы исключить линии склейки в носовой части, значительно снижает риск эрозии передней кромки. Это приводит к повышению долговечности и увеличению годовой выработки энергии.
Компания Kleizen разработала сложную пресс-форму, учитывающую уникальную геометрию лопасти, жесткие допуски и строгие требования к производительности.
Йерун Маас, управляющий партнер Kleizen, сообщает, что впоследствии его компании поручили изготовление всех лопастей ротора, и они тесно сотрудничали с We4Ce для применения метода вакуумной инфузии в производстве. Компания использовала двухкомпонентную эпоксидную смолу, оптимизированную для процесса инфузионного формования (RIM), в сочетании со стекловолоконным армированием для обеспечения прочности, долговечности и точности размеров. Смола прошла тщательно контролируемый процесс пост-отверждения для достижения необходимых механических свойств.
Арнольд Тиммер добавляет, что We4Ce интегрировала инженерные, технологические и обучающие компетенции, чтобы войти в эту новую область ветроэнергетики. По его словам, объединив знания и навыки, они успешно выполнили заказ для TouchWind.
Компания TouchWind планирует начать разработку версии турбины мощностью 3–5 МВт в 2025 году, нацеливаясь на масштабирование своей конструкции для будущего развертывания в море. Эти ветрогенераторы подходят для создания более компактных морских ветропарков и могут быть масштабированы в дальнейшем.
