Giảm trọng lượng, tăng độ cứng cánh quạt tuabin gió bằng polyurethane

13/09/2011

Để thu được nhiều năng lượng hơn từ gió, cánh quạt của các tuabin gió không ngừng được gia tăng kích cỡ và đường kính rô-tơ hiện tại đã lên đến 100 m.

Để thu được nhiều năng lượng hơn từ gió, cánh quạt của các tuabin gió không ngừng được gia tăng kích cỡ và đường kính rô-tơ hiện tại đã lên đến 100 m. Mặc dù cánh quạt lớn giúp mở rộng vùng bao phủ nhưng độ lớn cũng tỉ lệ thuận với trọng lượng và cần phải có nhiều gió hơn để làm quay rô-tơ. Vậy làm thế nào để duy trì kích thước cánh quạt mà vẫn giữ cho trọng lượng nhẹ và độ bền cao? Mới đây, một nhà nghiên cứu đến từ đại học Case Western Reserve đã chế tạo một nguyên mẫu cánh quạt làm bằng các vật liệu có thể đáp ứng mục tiêu đặt ra.

Loại cánh quạt mới được phát triển bởi Marcio Loos – nhà nghiên sau tiến sĩ tại khoa kỹ thuật và khoa học cao phân tử đại học Case Western Reserve. Đây là cách quạt sử dụng vật liệu polyurethane gia cố bằng ống nano cacbon đầu tiên trên thế giới. Cánh quạt có độ dài 73,6 cm với trọng lượng nhẹ hơn, cứng và bền hơn so với cánh quạt truyền thống. Độ cứng của cánh quạt là một yếu tố quan trọng bởi cánh quạt sẽ bị uốn cong trong gió và một khi mất hình dạng tối ưu, tuabin sẽ thu được ít năng lượng hơn.

Để phát triển hoàn thiện nguyên mẫu, Loos đã hợp tác cùng các đồng nghiệp tại đại học Case Western Reserve và các nhà khảo sát đến từ viện khoa học vật liệu Bayer ở Pittsburgh và công ty Molded Fiber Glass tại Ashtabula, bang Ohio (Mỹ). Loos đã so sánh đặc tính của vật liệu mới và đặc tính của sợi thủy tinh nhựa thường được dùng để chế tạo cánh quạt tuabin hiện nay.

"Kết quả thử nghiệm cơ học vật liệu polyurethane gia cố bằng ống nano cacbon cho thấy vật liệu này tốt hơn so với loại nhựa sử dụng trên các cánh quạt tuabin gió hiện tại," giáo sư kỹ thuật và khoa học vật liệu Ica Manas-Zloczower cho biết.

Sau khi so sánh vật liệu gia cố, các nhà nghiên cứu nhận ra rằng ống nano cacbon nhẹ hơn so với sợi cacbon và nhôm. Đối với cùng một đơn vị, ống nano cacbon nhẹ hơn sợi cacbon 5 lần và nhẹ hơn nhôm 60 lần. Trong khi đó, bài kiểm tra độ mỏi kim loại cho thấy vật liệu composite polyurethane có độ bền gấp 8 lần so với nhựa epoxy gia cố bằng sợi thủy tinh. Tương tự với bài thí nghiệm đứt gãy, polyurethane cũng có độ chịu lực gấp 8 lần. Ngoài ra, vật liệu cũng được cho là tốt hơn so với nhựa vinyl ester gia cố bằng bằng sợi thủy tinh – một loại vật liệu khác thường dùng để chế tạo cánh quạt tuabin.

Theo Tinhte.vn

Same Category

Đà Nẵng phát triển và ứng dụng công nghệ sạch, tiết kiệm năng lượng

02/02/2026

Ra mắt Kế hoạch Thúc đẩy nhân đôi hiệu quả năng lượng vào năm 2030 25/11/2025

Tại COP30, Mission Efficiency (Sáng kiến Hiệu quả Nhiệm vụ) - một liên minh toàn cầu do tổ chức Sustainable Energy for All (SEforALL) chủ trì - đã ra mắt Kế hoạch Thúc đẩy nhân đôi hiệu quả năng lượng (Plan to Accelerate Doubling Energy Efficiency - PAS).
Michigan phát triển nhân lực trong lĩnh vực hiệu quả năng lượng 24/11/2025

Học viện Hiệu quả năng lượng tại Michigan cung cấp các khóa đào tạo và chứng chỉ miễn phí, mở ra cánh cửa khởi nghiệp trong lĩnh vực hiệu quả năng lượng.
TCVN 14359:2025 về hiệu suất năng lượng của hệ thống xuyên sáng cho công trình 19/11/2025

Tiêu chuẩn TCVN 14359:2025 về quy trình tính toán hiệu suất năng lượng hệ thống xuyên sáng, giúp đánh giá, xếp hạng và tối ưu hóa hiệu quả năng lượng, bảo vệ môi trường và giảm chi phí vận hành công trình.
Hợp tác phát triển hiệu quả năng lượng hệ thống công nghiệp 17/11/2025

Hiệp hội các nhà sản xuất (SME - Society of Manufacturing Engineers) sẽ hợp tác với các phòng thí nghiệm của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ để phát triển chương trình đào tạo nhằm xây dựng lực lượng lao động lành nghề và thúc đẩy sản xuất tiết kiệm năng lượng.
Hàn Quốc thúc đẩy hiệu quả năng lượng, phát triển bền vững 03/11/2025

Trong bối cảnh toàn cầu đang nỗ lực thực hiện mục tiêu giảm phát thải và tăng trưởng xanh, Hàn Quốc nổi lên như một trong những quốc gia đi đầu trong việc kết hợp chính sách, công nghệ và mô hình quản lý năng lượng hiện đại.
Helsinki tham gia Thỏa thuận Hiệu quả năng lượng cho khu vực công 29/10/2025

Thành phố Helsinki (Phần Lan) đang tiếp tục nỗ lực cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng một cách quyết liệt bằng cách tham gia Thỏa thuận Hiệu quả năng lượng cho khu vực công giai đoạn 2026–2035. Nhiều công ty thuộc sở hữu của thành phố cũng sẽ tham gia các thỏa thuận hiệu quả năng lượng trong lĩnh vực tương ứng của họ.
Luxembourg hỗ trợ 300.000 euro cho doanh nghiệp tiết kiệm năng lượng 27/10/2025

Dự luật về chuyển đổi xanh cho doanh nghiệp được đệ trình lên Quốc hội Luxembourg dự kiến sẽ dành 36,5 triệu euro để hỗ trợ các công ty đến năm 2029.
Messukeskus gia hạn cam kết tiết kiệm năng lượng đến năm 2035 20/10/2025

Trung tâm Hội nghị và Triển lãm Helsinki (Messukeskus) đã ký một thỏa thuận tiết kiệm năng lượng mới kéo dài từ năm 2026 đến 2035, cam kết cắt giảm 10% mức tiêu thụ năng lượng so với mức của năm 2024.