สภาพภูมิอากาศทะเลเหนือที่กดปุ่ม

ห้องทดสอบจำลองว่าสภาพภูมิอากาศทางทะเลและความเค้นเชิงกลสามารถทำลายกังหันลมนอกชายฝั่งได้อย่างไร

ในห้องภูมิอากาศชิ้นส่วนของโครงสร้างนอกชายฝั่งสามารถทดสอบได้อย่างกว้างขวาง © Fraunhofer-Gesellschaft / IWES
อ่านออกเสียง

นักวิจัย Fraunhofer ได้พัฒนาห้องสภาพภูมิอากาศแบบใหม่ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาตอนนี้เป็นไปได้ที่จะจำลองในห้องปฏิบัติการว่าสภาพอากาศทางทะเลที่รุนแรงและภาระทางกลที่เกิดจากลมและคลื่นสร้างความเสียหายต่อกังหันลมนอกชายฝั่งได้อย่างไร ตั้งแต่มีนาคม 2554 ผู้ผลิตในห้องทดสอบวัสดุได้อย่างทั่วถึง

มหาสมุทรเป็นสภาพแวดล้อมที่รุนแรงสำหรับกังหันลม คลื่นกระแทกกับหอคอยหมอกเกลือเกาะบนใบมีดและใบพัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฤดูร้อนมีการเพิ่มรังสียูวีเข้มข้น จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครรู้ว่ากังหันลมจะสามารถอยู่รอดได้ในระยะเวลา 20 ปีของการบริการ - เพราะความเครียดเช่นนี้ในกังหันลมทะเลต้องต้านทานในที่อื่น ๆ ในโลก สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือคำถามว่าสภาพแวดล้อมเหล่านี้มีผลกระทบต่อการทำลายอย่างไร

ห้องสภาพภูมิอากาศใหม่ได้รับการพัฒนา

สถาบัน Fraunhofer สำหรับเทคโนโลยีพลังงานลมและระบบพลังงาน IWES ใน Bremerhaven จึงได้พัฒนาห้องสภาพภูมิอากาศของตัวเองซึ่งส่วนของโครงสร้างนอกชายฝั่งสามารถทดสอบได้อย่างครอบคลุม Leena Kruse ผู้จัดการโครงการ Leena Kruse ผู้จัดการโครงการกล่าวว่า "การรวมกันดังกล่าวมีความพิเศษไม่เหมือนใคร"

นักวิจัยสามารถทดสอบแผ่นคอมโพสิตไฟเบอร์และวัสดุอื่น ๆ ในห้อง ระบบเลียนแบบทุกสิ่งที่เกิดขึ้นกับกังหันลมในทะเล มันพ่นละอองเกลือ มันฉายรังสีตัวอย่างด้วยแสง UV ที่รุนแรง ในช่วง "การทดสอบการหมุน" แผ่นและพลาสติกจะดับด้วยเจ็ทน้ำเย็นซึ่งจำลองผลกระทบของคลื่น นอกจากนี้ห้องสามารถปรับอุณหภูมิได้ตั้งแต่ลบ 30 ถึงบวก 100 องศาเซลเซียสที่ความชื้นสัมพัทธ์ 10 ถึง 95 เปอร์เซ็นต์

ตรวจสอบรวม

ตัวอย่างวัสดุตามที่นักวิจัยถูกจับยึดระหว่างขากรรไกรเหล็กสองอันเพื่อจำลองความเค้นเชิงกลโดยการดัดตัวอย่างไปมา ข้อได้เปรียบของการทดสอบการรวมกันนี้เป็นครั้งแรกที่มีความเป็นไปได้ที่จะตรวจสอบอย่างแม่นยำว่าแรงหรือสภาพแวดล้อมใดที่ทำให้เกิดความเสียหาย “ เราสามารถรวมปัจจัยต่าง ๆ และ จำกัด สาเหตุได้อย่างแม่นยำมาก” ครูเซกล่าว แสดงผล

ห้องทำจากเหล็กนอกชายฝั่งที่แข็งแรงทนทานต่อสภาวะการทดสอบที่รุนแรง ใช้เวลาเกือบสองปีจากแนวคิดเริ่มต้นในการดำเนินการอย่างเต็มรูปแบบในโรงงาน ผลลัพธ์ที่ได้คือเครื่องมือทดสอบที่แข็งแกร่งและทรงพลัง - พร้อมไดรฟ์ไฮดรอลิควาล์วท่อน้ำและหัวฉีด เหนือสิ่งอื่นใดการทดสอบจะถูกตรวจสอบโดยเซ็นเซอร์ที่ใช้กับส่วนประกอบ - เครื่องวัดความเครียดเช่นซึ่งให้ความรู้สึกเมื่อวัสดุแตก

ค่าที่วัดได้ของเซ็นเซอร์จะถูกส่งไปยังตู้ควบคุมขนาดคนงานซึ่งช่างเทคนิคเลือกเงื่อนไขการทดสอบอย่างแม่นยำและในเวลาเดียวกันก็ประเมินข้อมูลเซ็นเซอร์ ด้วยวิธีนี้มันเป็นไปได้ที่จะตรวจสอบภายใต้เงื่อนไขและในสิ่งที่ไม่กี่วินาทีส่วนประกอบล้มเหลวและเมื่อเซ็นเซอร์ยอมรับบริการของมัน

เซ็นเซอร์ตรวจสอบการทดสอบการทำงาน

ตามที่นักวิจัยเซ็นเซอร์ตอบสนองวัตถุประสงค์ที่สอง ในอีกด้านหนึ่งพวกเขาตรวจสอบการทดสอบการทำงาน ในทางตรงกันข้ามพวกเขาจะถูกทดสอบในห้องสภาพภูมิอากาศของตัวเอง ในอนาคตกังหันลมนอกชายฝั่งจะมีการติดตั้งเซ็นเซอร์เพิ่มมากขึ้นเพื่อให้สามารถตรวจสอบสถานะของกังหันลมจากแผ่นดินใหญ่ได้ สำหรับเรื่องนี้เซ็นเซอร์ที่ทนทานมีความสำคัญอย่างยิ่ง ห้องนี้เป็นไปตามมาตรฐาน DIN และ ISO อย่างไรก็ตามในท้ายที่สุดมันก็ทำอะไรได้มากกว่านี้เพราะตอนนี้ยังไม่มีมาตรฐานหรือข้อบังคับสำหรับระบบที่จำลองการทดสอบสภาพอากาศและโหลดเชิงกลพร้อมกัน

โรงงานกำลังดำเนินการอยู่

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าโรงงานดังกล่าวเริ่มดำเนินการตั้งแต่ต้นเดือนมีนาคม ในอนาคต IWES จะทำการทดสอบในนามของผู้ผลิตนอกชายฝั่งโดยเฉพาะ ที่งานฮันโนเวอร์แฟร์ตั้งแต่วันที่ 4 ถึง 8 เมษายน 2554 นักวิจัยของเฟราน์โฮเฟอร์จะนำเสนอระบบใหม่สู่สาธารณะเป็นครั้งแรก

(Fraunhofer-Gesellschaft, 15.03.2011 - DLO)