Cấu trúc của một cánh tuabin
Tua bin gió có hình dạng giống như một chiếc tàu bay, tương tự như hình dạng của cánh trên máy bay. Bởi vì điều này, mặt cắt ngang không hoàn toàn là hình ống; chúng có hình dạng thuôn dài hơn. Phần đáy của cánh quạt làm lệch hướng không khí tới, tạo ra một vùng có áp suất cao. Sau đó, phần trên của lưỡi cắt xuyên qua không khí khi nó bị lực nâng đẩy từ gió thổi tới. Điều này làm cho rotor quay.
Trong khi chuyển động, các cánh của tuabin trải qua các tốc độ gió khác nhau ở các phần khác nhau của cánh. Để giải thích điều này, các kỹ sư kết hợp các đường xoắn nhẹ dọc theo cạnh đầu của lưỡi quạt. Điều này nhằm đảm bảo rằng lưỡi quạt thu được lượng năng lượng gió tối đa có thể.
Mặc dù chúng có thể trông giống như một mảnh khổng lồ, nhưng các cánh tuabin thực sự giống như một cái vỏ. Chúng bao gồm hai nửa lớn ép lại với nhau để tạo thành toàn bộ cánh. Hai nửa được giữ với nhau bằng cách sử dụng các khớp kết dính và một khung bên trong thường bao gồm sợi carbon.
Các lưỡi cánh quạt được làm bằng gì?
Các cánh của tuabin gió được làm bằng nhiều lớp thủy tinh hoặc sợi carbon được tẩm nhựa dẻo lỏng. Điều này tạo ra một vật liệu composite chắc chắn, bền và nhẹ. Nó cũng có mật độ thấp. Vật liệu này cho phép các lưỡi quạt thực hiện công việc của chúng một cách dễ dàng trong khi chịu tải nặng và căng thẳng. Sự kết hợp giữa thủy tinh và nhựa tạo ra một vật liệu có thể uốn cong, cong vênh, chịu được sự dao động nhiệt độ rộng và tốc độ gió thay đổi.
Những vật liệu này cũng cung cấp cho các cánh quạt một quán tính quay thấp. Trong khi các vật liệu khác, như kim loại, nặng và cần thời gian để tăng tốc, vật liệu composite có thể tăng tốc nhanh chóng khi tốc độ gió lớn lên. Điều này có nghĩa là các cánh quạt giữ được tốc độ ổn định hơn, dẫn đến ít ứng suất tổng thể hơn đối với tuabin.
Tỷ lệ vật liệu thay đổi rất nhiều tùy theo kích thước của tuabin và vị trí của nó. Tua bin ở những khu vực có tốc độ gió cao sẽ được chế tạo khác nhiều so với tuabin ở những khu vực có tốc độ gió thấp. Hơn nữa, các tuabin lớn hơn sẽ được chế tạo với các cánh cứng hơn. Khi các cánh dài hơn, chúng có nhiều khả năng bị uốn ở các đầu, vì vậy tỷ lệ vật liệu phải được điều chỉnh để đảm bảo rằng các cánh không va chạm với tháp.
