GAPGUN - Ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất tuabin gió (Wind Turbine)

Thực trạng năng lượng gió trên thế giới

Năng lượng gió là một trong những loại năng lượng tái tạo đang được rất nhiều các nước trên thế giới chú trọng đầu tư và phát triển trong nhiều năm trở lại đây. Song song với sự phát triển của ngành công nghiệp này là việc ngày càng có rất nhiều các nhà sản xuất tuabin gió (Wind Turbines) để tối ưu hóa khả năng tận dụng nguồn năng lượng tự nhiên này. Đây cũng là một trong lĩnh vực tiềm năng cho các sản phẩm của hãng Third Dimensions trong công đoạn kiểm soát chất lượng của cánh quạt tuabin gió.

Như chúng ta đã biết, tuabin gió là thiết bị trung gian được sử dụng để chuyển đối năng lượng gió thành các dạng năng lượng cơ học hoặc điện năng. Theo thống kê trong khoảng 5 năm trở lại đây, 3,7% điện năng toàn cầu được cung cấp bởi năng lượng gió và con số này được dự báo là sẽ tiếp tục tăng mạnh trong thời gian tới. Các quốc gia Châu Âu hiện nay được cho là khu vực đang tận dụng “ năng lượng tự nhiên vô tận” này nhiều nhất và hiệu quả nhất. Theo số liệu thống kê năm 2017, ở Châu Âu có tới 16,5% năng lượng được khai thác từ gió, trong đó tỷ lệ các hệ thống nhà máy năng lượng liên quan đến gió được lắp đặt là 51% so với các khu vực khác trên toàn thế giới.

Trên thế giới hiện nay có khoảng 46 nhà sản xuất cánh quạt tuabin gió, trong đó có 10 thương hiệu (chiếm 76% công suất lắp đặt) đang dẫn đầu trong lĩnh vực. Có thể kể đến vài cái tên lớn như Vestas, GE, LM Windpower, Enercon, Siemens Gamesa và Goldwind.

Hiệu suất chuyển đổi năng lượng gió

Tuabin là bộ phận đặc biệt quan trọng trong một hệ thống năng lượng gió. Trong đó việc nghiên cứu, thiết kế và sản xuất cánh quạt tuabin làm sao để hiệu suất chuyển đổi từ gió sang năng lượng điện là cao nhất luôn luôn là ưu tiên hàng đầu của các nhà sản xuất.

Sau đây, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về ứng dụng của Gapgun trong khâu kiểm soát chất lượng trên cánh quạt của một tuabin gió.

Kiểm soát kích thước nếp gợn sóng trên bề mặt cánh quạt tuabin gió

Nếp gợn sóng (Wrinkles) được biết đến như là một trong những yếu tố quan trọng nhất tác động đến hiệu suất cơ học của các vật liệu được làm từ composite. Bởi vậy, kích thước của chúng cần được kiểm soát.

GAPGUN có thể đo được chiều cao, độ rộng của các nếp gợn sóng này theo cả hướng âm và dương để đưa ra các cảnh báo về khoảng sai kích thước cho phép theo yêu cầu của nhà sản xuất.

Chỉ số quan trọng nhất khi tính toán kích thước của nếp gợn sóng trên được tính bằng tỷ lệ giữa ½ chiều cao nếp gợn so với độ rộng chân của nếp gợn sóng (tham khảo hình ảnh bên dưới)

Trên phần mềm SPC3d của GAPGUN có sẵn tính năng mặc định “Scratch” (Có thể hiểu đơn giản là đo kích thước vết xước bề mặt) có thể đo được chiều cao / độ rộng của một vết gợn sóng lồi hoặc chiều sâu / độ rộng của một vết lõm bề mặt một cách nhanh chóng và dễ dàng.

Mép bảo vệ trên cánh tuabin (LEP)

LEP (Leading edge protection) là thuật ngữ được sử dụng để chỉ một chi tiết bảo vệ cánh tuabin khỏi các tác động bào mòn (mưa, bụi, côn trùng, băng) trong quá trình hoạt động. Một số đã chỉ ra rằng, việc gờ cánh tuabin bị bào mòn trong quá trình hoạt động có thể làm tăng lực cản lên đến 500%, dẫn đến việc giảm sút hiệu suất tạo ra năng lượng lên đến 20% hàng năm. Tác động này có thể xảy ra trong vòng 2 năm kể từ khi một hệ thống tuabin gió được đưa vào hoạt động. Trong khi đó, một hệ thống tuabin gió trung bình có thể hoạt động liên tục là 15 năm.

Các đánh giá trên cho thấy một điều, việc gắn vào cạnh mép (Edge) của cánh tuabin một chi tiết bảo vệ là công đoạn cực kỳ cần thiết để giảm thiểu nguy cơ bào mòn cạnh mép khi tuabin hoạt động.

Do đó, việc trang bị một dụng cụ hay thiết bị để kiểm soát kích thước của chi tiết này cũng là một yêu cầu quan trọng. Gapgun cũng sẽ là một lựa chọn để người sử dụng có thể tối ưu công đoạn kiểm soát chất lượng này.

Khuyết tật bề mặt

Cánh tuabia gió luôn làm việc trong những điều kiện môi trường cực kỳ khắc nghiệt. Do đó, bề mặt của các cánh tuabin không thể tránh khỏi các nguy cơ xuất hiện các khuyết tật bề mặt. Để giảm thiểu những rủi ro giảm công suất hoặc thậm chí dẫn đến phá hủy một cánh tuabin thì người vận hành luôn luôn phải dành thời gian để kiểm tra chất lượng bề mặt cánh tuabin nhằm mục đích phát hiện kịp thời để đánh giá cũng như đưa ra giải pháp phù hợp ngăn chặn rủi ro.

Một thiết bị đo cầm tay cơ động như Gapgun có thể giúp người sử dụng kiểm tra kích thước của các vết khuyết tật trên cực kỳ nhanh chóng và thuận tiện.

Kết luận

Thị trường điện gió được dự báo sẽ tăng trưởng đáng kể trong vòng 5 năm tới khi nhu cầu sử dụng năng lượng tái tạo ngày càng tăng và ngày càng có nhiều khoản đầu tư lớn vào lĩnh vực này. Trong khi chi phí đầu tư ngày càng được tiết giảm đáng kể do sự cải tiến vượt bậc của công nghệ tăng công suất tuabin gió, tuabin gió nổi và in 3D.