Míří vysoko

Nové výzvy pro technologii dávkování při výrobě rotorových listů

Společnost DOPAG je jednou z vedoucích společností v oblasti vývoje technologie dávkování používané při výrobě listů rotorů větrných turbín. S rozvojem technologie větrných turbín rostou i požadavky na dávkovací a míchací systémy.

Při navrhování a konstrukci větrných turbín více než kdy jindy převládají extrémy. Na jedné straně musí větrné turbíny odolávat jakémukoli počasí. Špička listu rotoru může čelit větru o rychlosti až 400 km/h, zatímco náběžné hrany jsou ohroženy vážným poškozením krupobitím, interakcí s ptáky nebo dokonce dešťovými kapkami. Na druhou stranu se hranice těchto systémů stále posouvají do nových extrémů. V současné době se navrhují listy rotoru o délce přibližně 107 metrů a výsledný průměr rotoru výrazně přesáhne 200 metrů. Při neustále se zvětšující velikosti listů je třeba obzvláště dobře chránit náběžné hrany křídel, aby byly schopny udržet vysoké obvodové rychlosti. Bez této ochrany by se sotva kdy podařilo dosáhnout požadované životnosti rotorových listů přes 20 let a nebylo by ani možné snížit vysokou úroveň údržby, která je nutná k udržení elektráren v provozu.

To vše pochopitelně představuje výzvu pro výrobu těchto systémů. Částečně je to dáno tím, že součásti rotorových listů se stále vyrábějí ručně. I když se objevily tendence tento proces automatizovat, zatím se na ně nepřistoupilo. O to důležitější je, aby se průmysl snažil o standardizaci výrobních procesů, což se již děje. Jen tak bude schopno dosáhnout efektivní výroby a zajistit trvale vysokou kvalitu komponentů. To se týká zejména zkrácení doby výrobního cyklu investičně náročných tvarů lopatek, a proto je třeba zefektivnit proces infuze i spojování lopatek po fázi kalení.

Množství materiálu neustále roste

To vyžaduje řešení, zejména z oblasti dávkovací techniky, která nabízejí maximální přesnost a spolehlivost a zároveň umožňují reprodukovatelný výrobní proces.  V závislosti na jednotlivých aplikacích se dvousložkový materiál - zejména epoxidy a polyuretanové pryskyřice - neustále zpracovává v malých i velmi velkých množstvích. Například požadavky na množství lepicí pryskyřice používané pro lepení rotorových lopatek výrazně vzrostly na více než 300 litrů na jeden dávkovací systém. Společnost DOPAG tyto požadavky zohledňuje při navrhování svých dávkovacích a míchacích systémů. V rozsáhlém portfoliu výrobce je řešení na klíč pro jakoukoli aplikaci. Dávkovací systém eldomix zpracovává dvousložkové materiály na bázi epoxidů a polyuretanu s nízkou až střední viskozitou, což z něj činí ideální volbu pro četné aplikace při výrobě rotorových lopatek. Příkladem může být aplikace Leading Edge Protection (LEP) pro účinnou ochranu špiček rotorových listů. Proces zahrnuje dávkování a míchání dvousložkového polyuretanu společností eldomix, který se poté ručně nanáší na náběžnou hranu.

Velkoobjemové dávkování infuzní pryskyřice

Jen pro vnitřní strukturu rotorové lopatky se dávkuje, míchá a napouští více než 2 000 kg epoxidové pryskyřice, což je obrovský úkol, pro který společnost DOPAG navrhla dávkovací systém compomix. Ten dokáže zpracovat až 60 litrů epoxidové pryskyřice za minutu při zachování přesnosti dávkování až +/- 1 procento. Během infuzního procesu se polotovary z vláken a sendvičové konstrukce zavádějí do otevřené formy a připravuje se zařízení pro generování vakua. Poté je pryskyřice aplikována pomocí infuzních hadic a ventilů.

Zpracování velkého množství lepidel

DOPAG gluemix je převodový dávkovací systém speciálně navržený pro zpracování velkého množství lepidel při výrobě rotorových listů. Při lepení rotorových listů současné standardní velikosti (55 až 70 metrů) je na každý list potřeba více než 600 kg lepidla. U novějších generací lopatek je toto množství ještě extrémnější a stoupá až na přibližně 1 000 kg na jednu lopatku. Pro komponenty větších rozměrů, a tedy i větší množství lepidla, je k dispozici dávkovací systém, který dokáže vyrobit více než 700 kg směsi pryskyřice, aniž by bylo nutné měnit buben. Materiál se doplňuje bez přístupu vzduchu v plnicí stanici do stálých zásobníků na dávkovacím systému. Vyprazdňování sudů se zbytkovým materiálem zvyšuje udržitelnost procesu a přináší ceněné úspory materiálu a nákladů.

Vysoce kvalitní ochrana povrchu

Aby byla zajištěna dlouhodobá stabilita a účinnost rotorových listů, je celý povrch chráněn vysoce kvalitním gelem nebo vrchním nátěrem. Tato vrstva se buď nanáší na kompozit, nebo se zavádí přímo do formy jako gelová vrstva ve formě. DOPAG gelcomix je dávkovací systém navržený právě s ohledem na tento druh aplikace. Dvousložkový materiál, obvykle polyuretan, je systémem gelcomix účinně připraven před ruční aplikací.

Závěr

Průmysl kompozitních materiálů obecně zažívá již několik let trvalý růst. Komponenty z plastů vyztužených vlákny, které se používají při výrobě větrných turbín, jsou žádané v mnoha dalších odvětvích. Míra inovací je velmi vysoká a neméně to platí i v případě výroby rotorových listů, kde konstrukce směřuje ke stále větším rozměrům. V souladu s těmito trendy bude muset dávkovací technika v budoucnu přinést více solidních řešení. Dávkovací a míchací systémy musí být schopny spolehlivě zpracovávat rostoucí množství materiálu a přispívat ke standardizaci výrobních procesů. Každý, kdo si bude chtít udržet konkurenceschopnost, bude muset držet krok s tímto vývojem a nabízet trhu odpovídající řešení.