Composites pour les technologies énergétiques

Le marché de l'énergie éolienne est depuis longtemps l'un des champs les plus largement utilisés pour les matériaux composites. Au début, les parcs éoliens commerciaux ont utilisé des lames composites en fibre de verre mesurant 10 à 15 mètres de longueur. Cependant, dans les éoliennes offshore modernes, les longueurs de lame sont passées à 65 à 80 mètres, et encore plus longtemps, illustrées par l'introduction des lames d'éoliennes offshore V236-15.0 MW de Vestas en 2021, atteignant une longueur stupéfiante de 115 mètres. Alors que les dimensions d'éoliennes continuent de se développer, les matériaux renforcés par la fibre de carbone ont commencé à être intégrés dans les principaux capuchons des lames pour réduire le poids et améliorer la rigidité.

Les efforts de recherche et de développement dans le secteur de l'énergie éolienne offshore exploraient activement l'utilisation de matériaux composites dans les plateformes flottantes d'éoliennes. Ces plates-formes peuvent être installées dans des zones offshore profondes, élargissant la portée géographique de la production d'énergie éolienne par rapport aux turbines de fondation fixes.

Les lames d'éoliennes servent la composante la plus critique et la plus à forte intensité de coût dans les systèmes éoliens, représentant 20% à 30% du coût total. Généralement fabriqués à partir de matériaux composites renforcés en tissu, ces lames offrent des avantages tels que la résistance élevée, la nature légère, la résistance à la corrosion, les processus de fabrication simples et l'entretien facile. Tandis que la fibre de verre est couramment utilisée, incorporant des fibres de haute performance commefibre de carbone et kevlarPeut encore améliorer les performances des lames, mais avec une certaine augmentation des coûts.

L'incorporation de matériaux composites en fibre de carbone dans les pales d'éoliennes présente de multiples avantages: premièrement, réduire considérablement le poids de la lame diminue le risque de contact de la pale-puissance; Deuxièmement, il améliore l'efficacité de la conversion d'énergie éolienne, permettant aux systèmes de production d'énergie éolienne de produire plus d'électricité; Enfin, il élève l'adaptabilité des lames, permettant la stabilité et l'efficacité dans les conditions météorologiques défavorables, tout en offrant une résistance et une adaptabilité supérieures à la corrosion à une gamme plus large de changements environnementaux.