Επιτροπή Ερευνών Π.Ι.

Share

Picture1234

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΟΛΥΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΩΝ ΙΝΟΠΛΙΣΜΕΝΩΝ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕ ΝΑΝΟ-ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΜΗΤΡΙΚΗ ΦΑΣΗ ΓΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΔΟΜΩΝ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ
DEVELOPMENT OF MULTIFUNCTIONAL FIBER REINFORCED COMPOSITES WITH NANO-MODIFIED MATRIX PHASE TOWARDS WIND TURBINE APPLICATIONS
83049
ΠΑΙΠΕΤΗΣ ΑΛΚΙΒΙΑΔΗΣ ΣΤΕ.
30-09-2021
29-11-2023
421.937,50 €

H πρόταση ΑΙΟΛΟΣ στοχεύει στην ανάπτυξη και κατασκευή μίας νέας γενιάς Υβριδικών νανο-Σύνθετων Υλικών (ΥΣΥ) με ενισχυμένη μηχανική αντοχή, ανθεκτικότητα και ικανότητα Παρακολούθησης Δομικής Ακεραιότητας εν ώρα Λειτουργίας (ΠΔΑΛ). Τα υλικά αυτά θα αποτελούνται από υφάσματα ινών υάλου και εποξική μητρική φάση τροποποιημένη με νανο-δομές άνθρακα (ΝΔΑ) και καινοτόμα διαστρωμάτωση, και θα κατασκευαστούν συνδυάζοντας πολλαπλές τεχνικές παραγωγής. Τα υλικά του ΑΙΟΛΟΣ αλλά και οι διαδικασίες παραγωγής τους, στοχεύοντας σε εφαρμογές συγκομιδής αιολικής ενέργειας, όπως πτέρυγες και δομικά μέρη ανεμογεννητριών για επίγειες ή θαλάσσιες περιοχές, πρόκειται να αποτελέσουν εναλλακτικές λύσεις με μεγαλύτερη αξιοπιστία και βελτιωμένη αντοχή σε σχέση με τα υπάρχοντα σύνθετα υλικά.

Τα πολυλειτουργικά υλικά του ΑΙΟΛΟΣ στοχεύουν στην ενίσχυση κρίσιμων ιδιοτήτων των σύγχρονων ΙΣΥ τα οποία χρησιμοποιούνται σε δομές ανεμογεννητριών. Συγκεκριμένα, ο ΑΙΟΛΟΣ έχει ως επιμέρους στόχους (ΕΣ):

• ΕΣ 1: 30% μείωση ποσοστού απορρόφησης υγρασίας, μείωση απώλειας μάζας λόγω εργοδιάβρωσης και αύξηση αντοχής σε κόπωση.

• ΕΣ 2: 30% αύξηση δυσθραυστότητας, 30% διαστρωματικής διατμητικής αντοχής και 6% αύξηση δυσκαμψίας.

• ΕΣ 3: 30% μείωση του γενικού κόστους κατασκευής, εφαρμογής και λειτουργίας καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής μίας ανεμογεννήτριας.

• ΕΣ 4: Δημιουργία βασικού και ανανεωμένου δομικού τμήματος πτέρυγας μήκους 7 μέτρων με τη μέθοδο filament winding.

• ΕΣ 5: Πειραματική επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων του σχεδιασμού σε πειραματική διάταξη πλήρους κλίμακας.

Τα αποτελέσματα και οι επιπτώσεις του ΑΙΟΛΟΣ συνοψίζονται στις ακόλουθες παραγράφους:

  • Αύξηση άμεσα και έμμεσα σχετιζόμενων αντοχών τουλάχιστον 30% (συνδυαστικά). Μέσω της συνδυαστικής ενίσχυσης των αντοχών σε απορρόφηση υγρασίας, φθορά (τριβής ή/και εργοδιάβρωσης) και κόπωση τα υλικά του ΑΙΟΛΟΣ θα εμφανίζουν συνολικά βελτιωμένη αντοχή κατά 30%. Όπως φαίνεται και από τη σχετική βιβλιογραφία, η προσθήκη 2-διάστατων ανθρακικών δομών όπως το γραφένιο και οι νανοσωλήνες άνθρακα σε εποξικές ρητίνες, οδηγεί σε μείωση ποσοστού απορρόφησης υγρασίας (50%), αύξηση αντίστασης σε εργοδιάβρωση (50%) και μείωση του ρυθμού διάδοσης ρωγμών κόπωσης (80%). Σε συνδυασμό με τις βελτιώσεις στην ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, οι επιπλέον λειτουργικότητες ως αποτέλεσμα της νάνο-τροποποίησης μπορούν να οδηγήσουν σε δομές ανεμογεννητριών με αυξημένο χρόνο ζωής, μειωμένο κόστος συντήρησης και αυξημένη απόδοση ενέργειας.
  • Μειωμένο κόστος. Η μείωση στο κόστος κατασκευής/εφαρμογής/συντήρησης και λειτουργίας των πτερύγων ανεμογεννητριών, είναι αθροιστικό αποτέλεσμα των επιμέρους μειώσεων κόστους που προκύπτουν από την παρούσα πρόταση. Σε επίπεδο υλικών, το πρόσθετο κόστος αγοράς των ΝΔΑ εξισορροπείται από τη βελτιωμένη απόδοση των υλικών σε ακραία περιβάλλοντα (μείωση απορρόφησης υγρασίας, αύξηση αντοχής σε φθορά και κόπωση κλπ.) αλλά και από την απαλοιφή της ανάγκης χρήσης προστατευτικών επικαλύψεων. Σε επίπεδο δομής, αναμένεται μείωση στο κόστος κατασκευής μέσω της προηγμένης γραμμής παραγωγής, ενώ η μείωση στο κόστος λειτουργίας και συντήρησης θα προκύψει μέσω της βελτιωμένης απόδοσης των υλικών η οποία θα οδηγήσει σε μείωση της πιθανότητας βλάβης/αστοχίας, αύξηση ενδιάμεσων χρόνων επιθεώρησης μέσω των συστημάτων ελέγχου, μείωση κόστους επισκευών και μείωση κόστους περιφερειακών συστημάτων (αποπαγοποίηση). Επιπλέον, η χρήση της τεχνικής περιέλιξης ινών (filament winding), θα οδηγήσει σε προϊόντα υψηλότερης ποιότητας, καλύτερα ελέγξιμης αλλά και επαναλήψιμης κατασκευής.
  • Περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Λόγω της στοχαστικής συμπεριφοράς των σύγχρονων σύνθετων υλικών που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή ανεμογεννητριών, ενδεχόμενες αστοχίες οδηγούν σε αυξημένο κόστος λειτουργίας λόγω επισκευών αλλά και σε προβλήματα σχετιζόμενα με τη διακοπή και μη συνεχή παροχή ηλεκτρικού ρεύματος. Οι τεχνολογίες και τα υλικά του ΑΙΟΛΟΣ θα οδηγήσουν στην αύξηση της αξιοπιστίας των ανεμογεννητριών και κατά συνέπεια των αιολικών πάρκων ηλεκτροδότησης με συνεπακόλουθο αποτέλεσμα την αύξηση των εγκαταστάσεων αιολικών πάρκων συμβάλλοντας στη διαρκή ανάγκη ανάπτυξης και εφαρμογής αξιόπιστων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας με στόχο τη μείωση των εκπεμπόμενων ρύπων. Το ΑΙΟΛΟΣ δίνει έμφαση σε θαλάσσια αιολικά πάρκα που εν δυνάμει μπορούν να αποτελέσουν πολύ ισχυρό πυλώνα ανάπτυξης τεχνολογιών Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας ειδικότερα στη χώρα μας, όπου το θαλάσσιο αιολικό δυναμικό είναι εξαιρετικά υψηλό.
  • Επιπτώσεις σε συναφείς εφαρμογές. Τα ΙΣΥ (είτε με ίνες άνθρακα ή με ίνες γυαλιού) εφαρμόζονται σε απαιτητικές βιομηχανίες όπως η αεροναυπηγική, ναυπηγική, αυτοκινητοβιομηχανία και κατασκευές. (π.χ. πύλες σε φράγματα υδάτων, τμήματα πλοίων ή κτιρίων, μικρά σκάφη, υλικά τμημάτων αεροσκαφών). Οι απαιτήσεις σε αυτούς τους κλάδους, αναζητούν διαρκώς λύσεις, οι οποίες οδηγούν συνεχώς προς ελαφρύτερα υλικά, με βελτιωμένες ιδιότητες και πολύ-λειτουργικό χαρακτήρα. Τα υλικά και οι τεχνολογίες του ΑΙΟΛΟΣ μπορούν να εφαρμοστούν με κατάλληλες τροποποιήσεις (ανάλογα με την τελική εφαρμογή, π.χ. εναλλακτική τεχνική ανάμειξης με δυνατότητες διαχείρισης μεγαλύτερης μάζας υλικού για τη βιομηχανία κατασκευών, ή χρήση ινών άνθρακα για την αεροναυπηγική/ αυτοκινητοβιομηχανία) και σε αυτούς τους απαιτητικούς βιομηχανικούς κλάδους οδηγώντας σε μείωση του κόστους κατασκευής/λειτουργίας/συντήρησης.
e-max.it: your social media marketing partner