Rüzgâr enerjisi sektöründe 20-25 yıllık hizmet süresini dolduran kanatların 2050 yılına kadar yalnızca ABD'de yaklaşık 4 milyon tonluk bir atık hacmi oluşturması bekleniyor. Cam elyaf takviyeli polimer (GFRP) kompozitlerden üretilen kanatların mekanik olarak parçalanması veya yakılması yerine doğrudan strüktürel eleman olarak değerlendirilmesi amacıyla yürütülen projede, Carbon Rivers tarafından sağlanan emekli bir GE37 kanadı incelendi.
Kanadın ana taşıyıcı bileşeni olan boyuna kiriş başlıklarında (spar caps) yapılan laboratuvar testlerinde malzemenin yaklaşık 90 ksi çekme ve 54 ksi basma dayanımını koruduğu belirlendi. 25 fit uzunluğundaki tam ölçekli kanat kesitlerinde gerçekleştirilen eğilme testleri, malzemenin ani kırılma yerine kademeli ve öngörülebilir bir deformasyon davranışı sergilediğini kanıtladı.
En Kritik Mühendislik Aşaması: Bağlantı Detayları
Farklı geometri ve malzeme dağılımlarını analiz etmek amacıyla Abaqus yazılımı üzerinde doğrulanmış sonlu elemanlar modelleri geliştirildi. Mühendislik sürecinde en kritik teknik zorluğun kompozit malzemenin mukavemetinden ziyade, geleneksel çelik yapılardaki kaynak ve cıvata yöntemlerinden farklı olarak yüksek yükleri kompozite zarar vermeden temele aktarabilecek özel bağlantı elemanlarının tasarımı olduğu saptandı.
Amerikan Eyalet Karayolları ve Ulaştırma Yetkilileri Birliği (AASHTO) rüzgâr yükü standartlarına göre tasarlanan ve inşa edilen prototip;
Yaklaşık 12 metre (40 fit) açıklığa ve 5,6 metre (18,5 fit) gabari yüksekliğine ulaşıyor.
Dikey kolonlar ve yatay taşıyıcı kirişte doğrudan emekli türbin kanadı kesitlerini kullanıyor.
Sahadaki fırtına ve saatte 160 kilometreyi (100 mph) aşan rüzgâr hızlarına sahip Beryl Kasırgası maruziyetini yapısal hasar almadan atlattı.
Geleneksel çelik kafes sistemlere kıyasla yapı başına yaklaşık 248 metrik ton CO2 salımının önüne geçme potansiyeli taşıyor.
