مع التطور السريع لصناعة طاقة الرياح، وابتكار مغزل طاقة الرياح باعتبارها واحدة من المكونات الرئيسية لوحدات توليد طاقة الرياح، وتحسين تصميمها والبحوث تقليل الوزن ذات أهمية كبيرة. تركز هذه الورقة على التصميم الأمثل والحد من وزن مغزل تشكيل طاقة الرياح، وتناقش العديد من الأساليب والتقنيات الشائعة.
أولا -طريقة التصميم المثلى:
- تحسين الطوبولوجيا الهيكلية: من خلال تحسين الطوبولوجيا الهيكلية لتكوين مغزل طاقة الرياح، يمكن تحقيق التوزيع الأمثل للمواد الهيكلية، وتقليل الوزن والحفاظ على قوة وصلابة كافية. تستخدم طريقة تحسين الطوبولوجيا تحليل العناصر المحدودة وخوارزمية التحسين العددي للحد من المواد غير الضرورية وتحقيق خفض الوزن عن طريق الضبط التدريجي لشكل الهيكل.
- تحسين المواد: اختيار المواد المناسبة أمر بالغ الأهمية لتحسين التصميم وتقليل الوزن من تشكيل مغزل طاقة الرياح. من خلال اختيار المواد الهندسية عالية القوة وعالية الصلابة وخفيفة الوزن، مثل الفولاذ عالي القوة وسبيكة الألومنيوم وغيرها، يمكن تقليل الوزن الكامل لطلاء المغزل بشكل كبير ويمكن تحسين الأداء العام.
- التصميم الباراميتري و التحسين: يستخدم برنامج التصميم بمساعدة الحاسوب لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد من طاقة الرياح مغزل تشكيل، والمعلمات ذات الصلة هي معالجة مركزية، ويتم تحقيق الأمثل متعدد الأهداف من خلال التصميم الباراميتري و أساليب التحسين. يمكن لهذه الطريقة أن تولد بسرعة مخططات تصميم مختلفة وتفرز أفضل مخططات التصميم.
ثانيا، تقنية تخفيف الوزن:
- تصميم الهيكل المجوف: يعتمد الجزء الداخلي من مغزل طاقة الرياح تصميم الهيكل المجوف، والذي يمكن أن يقلل من وزنه وتحسين قوته. التصميم الصحيح للتجويف الداخلي يقلل من كمية المواد المستخدمة مع الحفاظ على الصلابة الكافية والخصائص الميكانيكية.
- استبدال المواد وتصميم الجدران الرقيقة: استخدام المواد الخفيفة الوزن بدلا من المواد التقليدية، واستخدام تصميم الجدران الرقيقة للحد من استخدام المواد، وذلك لتحقيق خفض الوزن. وفي الوقت نفسه، ينبغي إيلاء الاهتمام للتصميم على أساس ضمان القوة والصلابة لضمان السلامة والموثوقية.
- التحسين والتعزيز الهيكلي: من خلال تحسين وتعزيز هيكل مغزل تشكيل طاقة الرياح، يكون أكثر استقرارا وموثوقية عند تحمل أحمال الرياح والحركة الدوارة. إضافة مناسبة لبعض الأجزاء الهيكلية، وتحسين توزيع الإجهاد المحلي، وتحسين الأداء الميكانيكي العام، والحد من استخدام المواد الزائدة.
البحوث على التصميم الأمثل والحد من وزن مغزل تشكيل طاقة الرياح هو موضوع لا غنى عنه في صناعة طاقة الرياح. من خلال اعتماد طريقة تصميم معقولة وتكنولوجيا تقليل الوزن، يمكن تقليل الوزن الميت لبلورة مغزل طاقة الرياح، ويمكن تحسين الكفاءة والعمر بشكل عام. وفي المستقبل، ينبغي أن نواصل تعزيز الابتكار والبحث التكنوليكيين، وأن نقترح باستمرار أساليب أكثر فعالية للتصميم الأمثل وخفض الوزن لتعزيز تطوير وتطبيق الأشكال المغزلية لطاقة الرياح.
