Maximális energiakihozatal a tökéletes felületeknek köszönhetően

A légellenállás csökkentése és az erózió késleltetése érdekében a rotorlapátokat gyártásuk után lefestik. A GRP-felületek megfelelő csiszolása elengedhetetlen a festék optimális tapadásához. Ez a MarSurf CM mobil 3D érdességmérő készülékkel ellenőrizhető és optimalizálható és végső soron az éghajlatbarát villamosenergia-termelés is növelhető.

A Fraunhofer IWES szélturbinák élettartamuk alatt akár 70-szer több energiát termelnek, mint amennyire előállításukhoz, felhasználásukhoz és ártalmatlanításukhoz szükség van. Ez nemcsak ökológiai, hanem gazdasági szempontból is rendkívül érdekessé teszi ezt a technológiát. Az energiatermelés maximalizálása érdekében a turbinák az elmúlt években jelentősen megnőttek: csak a rotorlapátok, amelyek csúcsa óránként akár 300 kilométeres sebességgel forog, ma már akár 120 méter hosszúak és 40 tonnát nyomnak. Teljesítményüket a Fraunhofer Institute for Wind Energy Systems (IWES ) teszteli. Ipari intézetként a Fraunhofer IWES teljes mértékben a szélenergia- és hidrogéntechnológiának szentelte magát. A bremerhaveni IWES BladeMaker bemutatóközpontban a rotorlapátok gyártásához szükséges gyártási technológiákat és automatizálási megoldásokat fejlesztik ki.

Komplex csiszolási eljárások A rotorlapátok főként epoxigyantából és üvegszálakból állnak. Az egyenetlenségek eltávolítása és a felületek későbbi festéshez való előkészítése érdekében a nyers alkatrészeket kézzel csiszolják. Ennek oka, hogy a GRP-felületek eltérő felületi struktúrával rendelkezhetnek az anyag heterogenitása és a gyantában lévő esetleges légzárványok miatt, amelyek negatív hatással vannak a bevonat tapadására vagy felületére. A GRP megmunkálásakor különböző elválasztási mechanizmusok is előfordulnak, amelyek a csiszolószemcsék üvegszálakhoz viszonyított vágási irányából adódnak, és attól függnek, hogy a felületen kis területek tiszta gyantából vagy szálkötegekből állnak-e szabadon. "Ez eltérő felületi struktúrát és a csiszolószemcsék fokozott kopását eredményezheti. Emiatt nagyon időigényes a rotorlapát teljes felületén egyenletes felületi minőséget beállítani" - magyarázza Sören Eden, az IWES kutatóasszisztense. "Érdekelt bennünket, hogyan kell kinéznie a felületnek és a hozzá kapcsolódó csiszolási folyamatnak ahhoz, hogy a festékréteg a legjobban megmaradjon az eróziós körülmények között." Eddig ezt főként a csiszolóanyag- és festékgyártóktól származó empirikus értékek alapján végezték.

Konfokális mérési technológia az erózió elleni küzdelemben

A festékréteg véd az UV-sugárzástól, és fontos az aerodinamika szempontjából: a sima felületeknek kisebb a légellenállása, így a végeredmény az, hogy a szélhozam nő. A felületek lehető legjobb előkezelési minőségének és a festék azonos szintű tapadásának biztosítása érdekében a Fraunhofer IWES olyan mérőrendszert keresett, amely megbízhatóan feltérképezi a felületi topográfiát és a felületi érdesség tulajdonságait az alsó mikrométeres tartományban - festés előtt és után. "Egy másik szempont egy ilyen rendszer mobilitása volt: végül is nagy alkatrészeken dolgozunk, nem tudunk semmit kifűrészelni és egy pillanatra átvinni. A mérőeszközt a munkadarabhoz kell vinni, nem pedig fordítva" - magyarázza Eden. Az alkatrészméretek és a heterogén felületi struktúrák miatt a tapintásos mérőrendszerek eleve kizártak - a szerkezet tökéletes reprodukálása csak 3D-s rendszerrel érhető el. Eden keresni kezdett egy megfelelő rendszert, és a Mahr méréstechnikai gyártó cégnél találta meg, amit keresett. A göttingeni székhelyű vállalat jelenleg az egyetlen nagy felbontású konfokális mobil készüléket kínálja a piacon.

Próbamérések a helyszínen

A tudós meghívta a méréstechnikai szakembereket a bremerhaveni IWES-re. A poggyászában: a MarSurf CM mobil demó készüléke, amelyet Christopher Wallmann, a Mahr értékesítési mérnöke mutatott be az IWES csapatának, és amellyel az első találkozó során azonnal tesztméréseket végzett a rotorlapátokon. "Ez a készülék néhány percen belül használatra kész a helyszínen. Mindössze nyolc kilogrammot nyom, és ennek megfelelően rugalmas" - magyarázza Wallmann. "Még a nagy felületű, görbületi sugarú objektumok mérése is, mint például a rotorlapátok esetében, precízen elvégezhető a beépített alakkövetési funkciónak köszönhetően." Az optikai mérőrendszer konfokális technológián alapul, és alkalmas a zord gyártási környezetben való használatra is. A rendszer indításakor számos mérési beállítás betölthető a sablon funkcióval; a felhasználóknak csak a méréshez szánt sablont kell betölteniük. A mérési tartományt ezután az úgynevezett Range Finder automatikusan beállítja. "Az összefűzés során, amikor az egyes képeket összevonják egy átfogó kép kialakításához, az alakkövetési funkció támogatja a gyors mérést, és egyidejűleg kiszámítja a felület görbületét" - magyarázza a mérési szakember. A mérési idő jellemzően öt-tíz másodperc; a mérési eredmények közvetlenül egy szabadon definiálható mérési protokollba kerülnek átvitelre. A MarSurf CM mobil már 2020 júniusa óta használatban van Bremerhavenben. A készülék a Mahr optikai portfóliójának része, amely a konfokális eszközök mellett fehérfény-interferometriát és profilometriát is tartalmaz.

Kapcsolat

Érdeklik a termékeink? Kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot! Christopher Wallmann, Mahr GmbH E-mail: Christopher.Wallmann@mahr.de Tel:+49 (208) 62000-704