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Soluzioni composite per l'industria dell'energia eolica

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Con la spinta per le pale più lunghe, la fibra di carbonio viene utilizzata come peso inferiore rispetto alla fibra di vetro, consentendo alle pale più lunghe di catturare più energia eolica.

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Mentre il mondo cerca di limitare l'uso di combustibili fossili, la domanda di energia rinnovabile è in aumento, con l'eolico che diventa una risorsa fortemente dipendente. Nel 2018, gli investimenti europei nell'energia eolica hanno rappresentato il 63 per cento delle energie rinnovabili, rispetto al 52 per cento del 2017. Per soddisfare la crescente domanda di energia eolica, i produttori stanno aumentando la potenza delle turbine e, di conseguenza, adattando il design delle loro pale.

Qui, Dag Kirschke, titolare del segmento energia eolica per il produttore di compositi Exel Composites, spiega la domanda di energia eolica e perché i materiali compositi sono la risposta alla produzione di turbine potenti ed efficienti.

Vento nella domanda

La domanda di energia eolica è in aumento. E' pulito, economico e sostenibile. Poiché le preoccupazioni ambientali e i cambiamenti climatici stanno influenzando una maggiore necessità di energia rinnovabile e sostenibile, le turbine eoliche sono una parte sostanziale della soluzione - con oltre 340.000 turbine eoliche nel mondo già utilizzate per produrre energia. Ad esempio, la Cina è responsabile di oltre un terzo della capacità energetica eolica mondiale e nel 2015 ha installato più turbine eoliche dell'UE, mentre nel 2018 la Scozia ha prodotto abbastanza elettricità dal vento per alimentare l'equivalente di cinque milioni di case. Gli esperti del settore ritengono che, se la domanda di energia eolica continua, entro il 2050 un terzo del fabbisogno mondiale di energia elettrica sarà soddisfatto dall'energia eolica.

Oggi, i produttori si trovano ad affrontare una pressione costante per produrre rendimenti più elevati sulle turbine, con una migliore efficienza dei costi e una maggiore potenza in grado di generare più energia. Per raggiungere questo obiettivo, i produttori stanno creando turbine con pale più lunghe che catturano più vento, generando a loro volta più energia. Tuttavia, una lama più lunga significa un aumento di peso, il che va contro una produzione efficiente di energia elettrica. Al fine di mantenere una turbina potente ed efficiente con pale più lunghe, i produttori richiedono materiali leggeri e resistenti rispetto ai materiali utilizzati tradizionalmente.

Una soluzione composita

Gran parte della forza di una pala di turbina proviene da una trave di supporto, o spar cap, che percorre la lunghezza della pala. Tradizionalmente, i parascintille sono stati realizzati in fibra di vetro, che fornisce la necessaria resistenza e rigidità, con un peso inferiore rispetto ad altri materiali come i metalli. Tuttavia, con la spinta per le pale più lunghe, la fibra di carbonio viene utilizzata come materiale più leggero rispetto alla fibra di vetro, consentendo alle pale più lunghe di catturare più energia eolica. In genere, ogni produttore di pale determina nel loro progetto il punto in cui il carbonio diventa la soluzione ottimale, e il coprilama è progettato di conseguenza.

Exel Composites lavora a stretto contatto con i produttori di turbine e pale per progettare, produrre e fornire soluzioni in composito per le pale, compresi i cappucci delle pale in fibra di vetro e in fibra di carbonio, nonché molte altre soluzioni in composito utilizzate nelle turbine eoliche. La nostra esperienza di progettazione, combinata con la tecnologia di produzione, ci permette di aiutare i produttori di turbine a produrre turbine più efficienti, rivedendo le specifiche di progetto e proponendo una soluzione adeguata.

Per tenere il passo con la crescente domanda di energia eolica, i produttori devono investire in materiali compositi ad alte prestazioni e di lunga durata, che contribuiscono a garantire la massima quantità di energia prodotta. L'utilizzo di un produttore di materiali compositi come Exel significa che le specifiche di progettazione saranno accuratamente riviste e rispettate al fine di ottenere una turbina potente ed efficiente.