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

Cùng chuyên mục

Đà Nẵng thí điểm chiếu sáng LED thông minh, hướng tới tiết kiệm 40-60% điện năng

26/02/2026

Kiểm toán năng lượng trong kỷ nguyên số: Từ đo đạc thủ công đến phân tích thông minh 18/12/2025

Trong bối cảnh chuyển đổi số và chuyển đổi xanh đang diễn ra mạnh mẽ, kiểm toán năng lượng không còn dừng lại ở những phép đo rời rạc và báo cáo định kỳ. Sự xuất hiện của dữ liệu lớn, IoT và trí tuệ nhân tạo đang mở ra một hướng tiếp cận mới, giúp hoạt động kiểm toán năng lượng trở nên chính xác hơn, liên tục hơn và gắn chặt với quyết định đầu tư của doanh nghiệp.
Giải pháp thúc đẩy tiết kiệm năng lượng và chuyển đổi xanh 28/11/2025

Trong khuôn khổ Hội chợ Triển lãm Thiết bị Tiết kiệm năng lượng và Chuyển đổi xanh 2025, sáng ngày 28/11, Cục Đổi mới sáng tạo, Chuyển đổi xanh và Khuyến công (Bộ Công Thương) đã tổ chức Hội thảo chuyên đề “Giải pháp thúc đẩy tiết kiệm năng lượng và chuyển đổi xanh”.
Nam Phi siết chặt quy định về chứng nhận hiệu suất năng lượng cho tòa nhà từ 7/12 27/11/2025

Từ ngày 7/12, tất cả các tòa nhà tại Nam Phi bắt buộc phải có và trưng bày công khai Chứng nhận Hiệu suất năng lượng (EPC) tại lối vào. Tài liệu này cung cấp dữ liệu về mức độ sử dụng năng lượng của tòa nhà, giúp đánh giá hiệu quả vận hành.
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.