Analysis of a Hydrophobic Coating as Passive Anti-ice Solution for Wind Turbines
Skorczewski, Jan (2013)
Skorczewski, Jan
Kymenlaakson ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201302031994
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201302031994
Tiivistelmä
Uusiutuvat energianlähteet ovat energiantuotannon tulevaisuus, ja tuulivoima kuuluu samaan joukkoon. Kylmät ilmastot ympäri maailmaa kuitenkin asettavat omat haasteensa tuulivoiman hyödyntämiselle. Siipien ja anemometrien jäätyminen aiheuttaa usein merkittäviä tuotannon menetyksiä, sillä se voi johtaa tuulivoimalan pysähtymiseen. Ongelman mahdollisiin ratkaisumalleihin kuuluu sekä aktiivisia että passiivisia lähestymistapoja.
Opinnäytetyössä analysoitiin uudenlaista hydrofobista pinnoitetta, joka voisi toimia passiivisena jäätymisenestoratkaisuna tuulivoimasovelluksissa. Tarvittavien laitteiden puuttumisen takia varsinaisia jäätymisenesto-ominaisuuksia ei voitu tutkia, mutta muutamia pinnoitteen toimivuuden arvioimiselle tärkeitä mekaanisia ominaisuuksia tarkastettiin. Lisäksi määritettiin pintakuivumisaikoja vakiolämpötilalla ja eri ilmankosteusprosenteilla, jotta voitaisiin saada lisätietoja pinnoitteen kuivumiskäyttäytymisestä.
Testaus tapahtui sekä 1 MW:n tuulivoimalalla Kotkassa että laboratorio-olosuhteissa. Kenttäkokeessa pinnoitettiin koealueita voimalan siivistä, ja niitä käytiin myöhemmin tarkastamassa kaksi kertaa. Laboratoriokokeet seurasivat mahdollisimman tarkasti kansainvälisissä standardeissa kuvattuja menettelyjä.
Tulokset osoittivat pinnoitteen toimivan erittäin hyvin materiaaliominaisuuksien, kuten adheesion, kalvokovuuden ja lianhylkivyyden, suhteen. Tämä edistää materiaalitietopankin täydentämistä ja kannustaa suorittamaan lisää testejä pinnoitteen kaupallisen version kehittämiseksi tuulivoimasovelluksiin sopivaksi.
Opinnäytetyössä analysoitiin uudenlaista hydrofobista pinnoitetta, joka voisi toimia passiivisena jäätymisenestoratkaisuna tuulivoimasovelluksissa. Tarvittavien laitteiden puuttumisen takia varsinaisia jäätymisenesto-ominaisuuksia ei voitu tutkia, mutta muutamia pinnoitteen toimivuuden arvioimiselle tärkeitä mekaanisia ominaisuuksia tarkastettiin. Lisäksi määritettiin pintakuivumisaikoja vakiolämpötilalla ja eri ilmankosteusprosenteilla, jotta voitaisiin saada lisätietoja pinnoitteen kuivumiskäyttäytymisestä.
Testaus tapahtui sekä 1 MW:n tuulivoimalalla Kotkassa että laboratorio-olosuhteissa. Kenttäkokeessa pinnoitettiin koealueita voimalan siivistä, ja niitä käytiin myöhemmin tarkastamassa kaksi kertaa. Laboratoriokokeet seurasivat mahdollisimman tarkasti kansainvälisissä standardeissa kuvattuja menettelyjä.
Tulokset osoittivat pinnoitteen toimivan erittäin hyvin materiaaliominaisuuksien, kuten adheesion, kalvokovuuden ja lianhylkivyyden, suhteen. Tämä edistää materiaalitietopankin täydentämistä ja kannustaa suorittamaan lisää testejä pinnoitteen kaupallisen version kehittämiseksi tuulivoimasovelluksiin sopivaksi.