is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Háskólinn í Reykjavík > Tæknisvið / School of Technology > MEd/MPM/MSc Verkfræðideild (áður Tækni- og verkfræðideild) og íþróttafræðideild -2019 / Department of Engineering (was Dep. of Science and Engineering) >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: https://hdl.handle.net/1946/45917

Titill: 
  • Titill er á ensku Structural design of waste-thermoplastic wind turbine blade
Námsstig: 
  • Meistara
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    Wind turbine blades are unrecyclable at end of life, which has led to the testing of thermoplastics to replace thermosets in the composite; thus making recycling possible. Another challenge, waste plastics of which 55% of all plastics produced in 2015 were discarded into the environment. Utilising waste thermoplastics for producing wind turbine blades may reduce waste plastics.
    Research into designing, manufacturing and testing of thermoplastic composite wind turbine blades is being conducted. Other industries are involved in the production of resins as well, such as Arkema Inc. who produced the Elium thermoplastic utilized in other large scale experiments. In this study, the structural performance of various resin types for composite blade is depicted. The application, Ansys Mechanical APDL and BladeComp are utilized in obtaining mass, deflection and von mises stress in the spar flange for the 70m/s Extreme Wind speed Model case and 19.61m/s Extreme Operating Gust load case.
    From the results, it is clear, for similar parameters that waste-thermoplastic blade results in 2 times the blade deflection of that of a thermoset-impregnated fibre blade. For 70m/s case, stress within the blade exceeded the unfactored strength capacity of the blade. However, if 50m/s is utilised, the stresses fall below the unfactored strength capacity. Furthermore, stresses in the blade due to Extreme Operating Gust show that minimal addition of material may bring stress to below factored strength capacity for waste-thermoplastic.

  • Vindmyllublöð eru óendurvinnanleg við lok líftíma, sem hefur leitt til prófana á hitaplasti til að skipta um hitastilla í samsettu efninu; þannig að endurvinnsla sé möguleg. Önnur áskorun, úrgangsplasti þar sem 55% af öllu plasti sem framleitt var árið 2015 var hent út í umhverfið. Notkun hitauppstreymis úrgangs til að framleiða vindmyllublöð getur dregið úr plastúrgangi.
    Unnið er að rannsóknum á hönnun, framleiðslu og prófunum á hitaþjálu samsettum vindmyllum. Aðrar atvinnugreinar taka einnig þátt í framleiðslu kvoða, eins og Arkema Inc. sem framleiddi Elium hitaplastið sem notað var í öðrum stórum tilraunum. Í þessari rannsókn er frammistaða ýmissa plastefnistegunda fyrir samsett blað sýnd. Forritið, Ansys Mechanical APDL og BladeComp eru notuð til að ná fram massa, sveigju og von mises streitu í sparflans fyrir 70m/s Extreme Wind Speed Model tilfellið og 19,61m/s Extreme Operating Gust álag.
    Af niðurstöðunum er ljóst, fyrir svipaðar breytur að úrgangshitaplastblaði veldur 2 sinnum meiri sveigju blaðs en hitastillt gegndreypt trefjablað. Fyrir 70m/s tilfelli var streita innan blaðsins meiri en óbreytt styrkleikageta blaðsins. Hins vegar, ef 50m/s er nýtt, falla álagið niður fyrir óvirka styrkleikagetu. Ennfremur sýnir álag í blaðinu vegna mikillar rekstrargusts að lágmarks viðbót við efni getur fært streitu undir þáttastyrkleika fyrir úrgangshitaplast.

Samþykkt: 
  • 1.11.2023
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/45917


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
Structural Design of Waste-Thermoplastic Wind Turbine Blade.pdf4,05 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna