• Skip to main content
  • Skip to primary sidebar
Viden om vind Wiki

Viden om vind Wiki

Alt om vind og vindmøller i Danmark

Afprøvning af vindmøllevinger

Udmattelsestest af rotorblade

Video Søren Krohn © 1999 DWIA Klik på billedet for at starte videoen igen

Videoen viser, hvordan et 32 m rotorblad bliver afprøvet for udmattelse ved at blive bøjet cyklisk i flapvis retning 5 millioner gange. En fuld flapvis afprøvning tager således ca. 3 måneder.

Hvis man ser nøjere på billedet, kan man se en anden (kortere) vindmøllevinge, som bøjes cyklisk i kantvis retning.

I begge tilfælde bøjes vingerne med en periode, der ca. svarer til rotorbladets egenfrekvens.

Egenfrekvensen er den frekvens, som bladet vil svinge med, hvis man skubber til det i en bestemt retning og derefter lader det svinge selv. Egenfrekvenserne er forskellige i flapvis og kantvis retning. Rotorblade er stivere i kantvis retning, dvs. de har en højere egenfrekvens for kantvis bøjning.

Hver vinge sættes i bevægelse ved hjælp af en elektromotor, som er monteret øverst på bladet og svinger en vægt op og ned. Fundamentet, som bærer soklen til vingen må nødvendigvis være meget solidt: Fundamentet til soklen til den store vinge består af 2.000 ton beton.

Denne video er optaget på vingeafprøvningscenteret i Sparkær ved Viborg, som er en del af forskningscenter Risø. (Kravene til typegodkendelse af vindmøllevinger er meget strenge i Danmark. Der kræves således en fysisk afprøvning af vindmøllevinger for både udmattelseslaster og ekstremlaster. Andre lande har i almindelighed mindre strenge krav til typegodkendelsen af rotorblade).

Materialer til rotorblade

Rotorblade fremstilles oftest ud fra en armering bestående af glasfibermåtter som imprægneres med et materiale som polyester (GRP = Glass fibre reinforced polyester), som efterfølgende hærdes. Epoxy kan bruges i stedet for polyester. Armeringen kan også helt eller delvis fremstilles af kulfiber, som er et lettere, men dyrere materiale med høj styrke. Træ/epoxylaminater benyttes også til store rotorblade.

Formålet med at afprøve rotorblade

Formålet med at afprøve vindmøllevinger er at godtgøre, at laminaterne er sikre, dvs., at lagene i bladet ikke skiller ad (delaminering). Afprøvningen bruges desuden til at kontrollere, at der ikke sker brud på fibrene under gentagen belastning (udmattelsesbelastning).

Måling af stræk

Foto Søren Krohn © 1999 DWIA

Strain gauges, (dvs. flade elektriske modstande, som limes på overfladen af vingerne under afprøvningen) bruges til at måle bøjningen og strækningen af vindmøllevingerne meget nøjagtigt.

Overvågning af udmattelsestest

Måleresultaterne fra disse strain gauges bliver konstant overvåget af computere. Ikke-lineære variationer i mønsteret af bøjninger kan afsløre skader på strukturen i rotorbladene.

Infrarød inspektion (termografi)

Infrarøde videokameraer bruges for at studere lokal opbygning af varme i vingen. Dette kan enten indikere et område med strukturdæmpning, dvs. et område, hvor vingekonstruktøren bevidst har udlagt fibre, der kan omsætte bøjningenergi til varme for at stabilisere bladet – eller det kan udpege et område, hvor der er ved at ske en delaminering eller et brud på fibrene.

Modalformer for vibrationer

Fra år 2000 omfatter test af rotorblade i Danmark også en måling af de forskellige modalformer for svingningerne i hvert rotorblad. Dette gøres ved at bruge en særlig type udstyr, som vibrerer bladene med forskellig frekvens i forskellige retninger.

Forskellige modalformer for svingninger kendes også fra konstruktionen af musikinstrumenter. En violinstreng kan svinge med sin grundtone dvs. dens midtpunkt svinger op og ned. Men den vil normalt også svinge med sin første overtone (første harmoniske) med to centre for svingningerne placeret 1/4 af strenglængden fra hver ende af strengen, idet svingningen sker med den dobbelte frekvens af grundtonen (egenfrekvensen).

Grunden til at vindmøllefabrikanter er interesserede i at studere og verificere de forskellige svingningsformer for vindmøllevinger er at de skal være sikre på, at den vindmølle, som vingen monteres på, ikke har nogle af de samme egenfrekvenser som rotorbladet. Ellers kan der optræde resonans i hele møllestrukturen, så der optræder udæmpede svingninger, som eventuelt kan komme ud af kontrol og ødelægge vindmøllen. Vi vender tilbage til dette emne på siden om strukturdynamik i designafsnittet senere i rundturen.

Statisk test af rotorblade

Rotorblade testes også for deres styrke (og dermed deres evne til at klare ekstremlaster) ved at blive bøjet med en meget stor kraft. Denne afprøvning laves efter bladene har været udsat for udmattelsesafprøvning for at sikre at bladets styrke er tilstrækkelig, selv efter mange driftstimer.

Primary Sidebar

Oversigt

  • Vind
    • Hvorfra vindenergi?
    • Corioliskraften
    • Globale vinde
    • Geostrofisk vind
    • Lokale vinde
    • Bjergvinde
    • Vindens energi
    • Vinden afbøjes
    • Vindhast.&energi
    • Anemometre
    • Måling i praksis
    • Vindrosen
    • Tegn en vindrose
  • Placering
    • Ruhed & vindgradient
    • Beregn vindhastighed
    • Skrænter
    • Ruhedsrosen
    • Var. vindhastigheder
    • Turbulens
    • Lægivere
    • Lævirkning
    • Vejl. i lævirkning
    • Beregn lævirkning
    • Kølvandseffekt
    • Parkeffekt
    • Tunneleffekt
    • Bakkeeffekt
    • Placering
    • Vind til havs
    • Vindkort Europa
    • Vindkort Danmark
  • Energiproduktion
    • Weibullfordelingen
    • Plot af fordelingen
    • Fejlslutninger
    • Vindens middeleffekt
    • Betz lov
    • Effekttæthed
    • Effektkurver
    • Effektkoefficienten
    • Vejl. i energiberegning
    • Energiberegning
    • Årlig produktion
  • Hvordan virker møller?
    • Komponenter
    • Opdrift
    • Stall og drag
    • Sum af vindhastigheder
    • Rotorens aerodynamik
    • Rotorblade
    • Effektregulering
    • Krøjemekanisme
    • Tårne
    • Vindmøllers størrelse
    • Sikkerhedshensyn
    • Arbejdssikkerhed
  • Generatorer
    • Generatorer
    • Synkrongeneratorer
    • Poltal
    • Asynkronmaskiner
    • Ændring i poltal
    • Variabelt slip
    • Indirekte nettilslutning
    • Gearkasser
    • Styringer
    • Strømkvalitet
  • Mølledesign
    • Lastovervejelser
    • Horisontal/vertikal
    • Forløber/bagløber
    • Antal rotorblade
    • Optimering af møller
    • Lav mekanisk støj
    • Lav aerodynamisk støj
  • Fremstilling
    • Naceller
    • Vingeafprøvning
    • Tårne
    • Svejsning af tårne
    • Installering af tårne
    • Offshorefundamenter
  • Forskning & udvikling
    • Forskning og udvikling
    • Forskning i havmøller
    • Fundamenter til havs
    • Betonsænkekasse
    • Stålsænkekasse
    • Enkeltpæl
    • Trebensfundament
  • Elnet
    • Variationer i energi
    • Årstidsvaritioner
    • Strømkvalitet
    • Havmøller og elnet
  • Miljø
    • Landskab
    • Flyafmærkning
    • Lyd fra vindmøller
    • Måling af lyd
    • Lydkortregneark
    • Lydberegningsprogram
    • Energibalance
    • Fugle og vindmøller
    • Havmøller og fugleliv
    • Skyggekast
    • Beregning af skygger
    • Bedre beregninger
    • Skyggevariationer
    • Vejledning i program
    • Skyggekastprogram
  • Økonomi
    • Hvad koster en mølle?
    • Installation
    • Drift og vedligehold
    • Indkomst fra vindenergi
    • Elpriser
    • Investering i vindkraft
    • Økonomien i vindenergi
    • Fælder i analyser
    • Vejledning til beregning
    • Økonomiregneark
    • Økonomi i havvindkraft
    • Beskæftigelse
  • Vindkraftens historie
    • Indledning
    • Charles F. Brush
    • Poul la Cour
    • 1940-1956
    • Johannes Juul
    • 1980erne
    • Den store vindfeber
    • Moderne vindmøller
    • Havvindmøller
    • Megawattmøller
    • MultiMWmøller
  • Vindkrafthåndbog
    • Indeks
    • Vindenergibegreber
    • Energi og effekt
    • Bevis for Betz’ lov
    • Vindmøller og akustik
    • Elektricitet
    • 3-faset vekselstrøm
    • Tilslutn. til 3 faser
    • Elektromagnetisme 1
    • Elektromagnetisme 2
    • Induktion 1
    • Induktion 2
    • Miljø og brændsler
    • Litteraturliste
    • Ordbog

© Copyright 1997-2020 Vindmølleindustrien.