المحتوى
مع تزايد التكنولوجيا وشعبية طاقة الرياح ، يعمل الباحثون على إيجاد مواد يمكن استخدامها لإنشاء شفرات أطول دون التضحية بالسلامة الهيكلية. تم استخدام مواد مختلفة لكل من إنتاج طاقة الرياح الصناعية والتطبيقات المحلية الصغيرة. من بين هذه الألياف الزجاجية والصلب والألومنيوم والبلاستيك والخشب والراتنج البوليمر. حاليًا ، معظم الشفرات عبارة عن بلاستيك مقوى بالألياف الزجاجية (GRP) ، مركب بوليمر مقوى بالألياف مع قوة شد وضغط عالية.
كلوريد البوليفينيل (PVC)
شفرات PVC هي خيار رخيص يستخدم عادة من قبل بناة التوربينات افعل ذلك بنفسك. من مميزات المواد هي السهولة التي يمكن للبناء أن يعطيها شكلًا بها. كما أنها غير مكلفة نسبيًا ، مما يجعلها جذابة لعمليات الميزانية المحدودة. ومع ذلك ، عند تعريضها للعناصر ، يضعف PVC باستمرار حتى يصبح هشًا للغاية ويشكل تشققات صغيرة في سطحه. والنتيجة هي أن نسيم تجول يمكن أن تكسر بأسمائها وتوقف التوربينات.
الماديرا
الخشب هو مادة شائعة أخرى للمطاحن الصغيرة والمنزلية. على الرغم من أنها مادة منخفضة التكلفة متاحة بسهولة ، إلا أن الخشب يعرض العديد من المشكلات لباني المنزل. يتطلب قدرة كبيرة على تشكيل بدقة. إذا لم تتم معالجته بشكل صحيح ، يكون الخشب حساسًا للغاية لظروف الطقس ، ويتشوه بسبب الرطوبة أو يصبح هشًا بسبب التعرض لأشعة الشمس. بالإضافة إلى ذلك ، ليست قوية للغاية تحت الضغط الجانبي ، يمكن للرياح القوية للغاية اقتلاع مجرفة خشبية دون صعوبة كبيرة.
الفولاذ المقاوم للصدأ
ظهرت شفرات الألومنيوم بعد وقت قصير من انفجار صناعة طاقة الرياح المحلية. تقدم العديد من الشركات المصنعة شفرات ألمنيوم مصممة بدقة. على الرغم من أن معظم المولدات كبيرة الحجم لا تستخدم هذه الشفرات ، إلا أنها مادة ممتازة للتوربينات الصغيرة. على الرغم من كونها ثقيلة نسبيًا على المواد البلاستيكية ، إلا أن شفرات الألومنيوم مقاومة للطقس ومرونة ومتوفرة من العديد من الموردين. الجانب السلبي هو أنها أكثر تكلفة من الخيارات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، الحد الأقصى لقطر الدوار محدود للغاية بسبب وزن المادة.
المواد المركبة
المواد المركبة مثل الألياف الزجاجية و GRP هي الأكثر استخدامًا في بناء توربينات الرياح. يستخدم الألياف الزجاجية بشكل عام فقط للتطبيقات المنزلية الصغيرة لأنها تميل إلى أن تكون أكثر هشاشة من المواد الأخرى القائمة على الألياف. هذا يجعل الألياف الزجاجية عيبًا لأغراض تجارية.
يشبه GRP (البلاستيك المقوى بالزجاج) الألياف الزجاجية حيث ينتجها المهندسون من خلال طبقات متعددة من شبكات الألياف ، مما يخلق شكل الشفرة. بشكل عام ، يتم استخدام GRP كطبقة طلاء ، مع حشو داخل هيكلها. لديها ميزة كونها خفيفة الوزن ، والتي تساعد في حركة ريش الدوار الكبيرة. كما أنها أقوى من الألياف الزجاجية ، والتي تتيح قطر دوار أكبر دون التعرض لخطر التكسير في الرياح عالية السرعة.