ومع تزايد الاهتمام العالمي بمصادر الطاقة المتجددة، ازدهرت صناعة طاقة الرياح. إن التحريبات الريحية، بوصفها مكونات أساسية في وحدة توليد الطاقة الريحية، لها تأثير هام على تشغيل وصيانة الوحدة بأكملها، من حيث الأداء والعمر المتوقع. ستبحث هذه الورقة بتعمق أهمية وتحديات الأداء التعب للمضادات الريحية والتنبؤ بعمرها.
أولاً -اختيار المواد
واختيار المواد المطورة الريحية له تأثير حاسم على أدائها التعب وإسقاطات العمر المتوقع. وتشمل مواد التريبايت الشائعة الصلب غير القابل للصدأ والصلب السبائك السبائك التيتانيوم. وينبغي أن يتم الاختيار وفقا لخصائص مثل الأداء الميكانيكي، ومقاومة التآكل، ومقاومة التعب، باستخدام سيناريوهات محددة واستخدام الاعتبارات البيئية. فعلى سبيل المثال، يمكن اختيار سبائك التيتانيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ في حالة التريبات الريحية العالية الكثافة ومقاومة للتآكل.
ثانياً -اختبار الأداء التعب
ويعد اختبار الأداء التعب وسيلة مهمة لتقييم أداء المطابقات الريحية. وأتاح الاختبار تحديد البارامترات الرئيسية مثل الحد التعب للمواد، منحنى S-N ومعدل توسع التشدع. ويمكن استخدام هذه البارامترات في تقييم متانة الطرود والتنبؤ بعمرها. ومن بين الأساليب الشائعة لاختبار الأداء التعب طريقة الرفع والانحدار، وطريقة التحكم في الإجهاد، وطريقة التحكم في الإجهاد. وفي التطبيق العملي، ينبغي اختيار أساليب الاختبار المناسبة على أساس الاحتياجات المحددة وشروط المعدات.
ثالثاً -نماذج لإسقاطات العمر
واستنادا إلى الدراسات السابقة، يمكن وضع نماذج للتنبؤ بطول العمر التعب للمضادات الريحية. وعادة ما تستند هذه النماذج إلى بارامترات الأداء التعب للمادة والعلاقة الزمنية بين الإجهاد والزمن، وتحسب عمر المواد المطورة من خلال المعادلات الرياضية. وعلى سبيل المثال، استناداً إلى نظرية “MINER” للضرر التراكمي الخطي، يمكن توقع العمر التعب للأوراق المطاورة من خلال حساب تلف التعب للمواد عند مختلف مستويات الإجهاد. وإضافة إلى ذلك، فإن بعض النماذج المتقدمة لتوقع العمر تتضمن أساليب التحليل الوصفية المحدودة التي تتيح التنبؤ على نحو أكثر دقة بفترات التعب الناتجة عن المطويات من خلال محاكاة سلوك المواد في ظروف الإجهاد المختلفة.
رابعاً -الاستنتاجات
ويعد الأداء التعب والتوقعات المتعلقة بطول عمر المطادات الريحية أساسيتين لاستقرار تشغيل وحدات توليد الطاقة الريحية. ويعد اختيار المواد بشكل صحيح، وإجراء اختبارات فعالة للأداء التعب، واستخدام نماذج علمية للتنبؤ طول العمر، عوامل رئيسية لضمان أداء التبعات الريحية. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات عديدة على أرض الواقع. فأولاً، قد يتأثر أداء المواد بعمليات التصنيع مثل الصهر والمعالجة الحرارية والمعالجة الميكانيكية، التي قد يصعب التحكم فيها بالكامل. ثانيا، يتطلب اختبار الأداء التعب كميات كبيرة من البيانات التجريبية ومعدات الاختبار المتطورة، مما قد يزيد من التكاليف ومن مدخلات الوقت. وأخيراً، تتأثر دقة نماذج التنبؤ بالعمر بجودة البيانات واختيار النماذج وتحديد البارامترات، وقد تتطلب عملية النمذجة التحقق من صحتها وتعديلها بصورة كافية.
ومع التقدم التكنولوجي، تجري أيضا دراسات متعمقة عن الأداء التعب لدات الريحية والتنبؤ بعمرها. وفي المستقبل، يمكن تحسين أداء وعمر وحدات المطاورة الريحية من خلال تطوير عمليات تصنيع أكثر كفاءة، وتحسين انتقاء المواد، وتحسين أساليب الاختبار، ووضع نماذج أكثر دقة للتنبؤ بالأعمار. وبالإضافة إلى ذلك، فإن تعزيز أعمال الصيانة والإصلاح، والكشف عن المشاكل المحتملة ومعالجتها في الوقت المناسب، هو أيضا جزء رئيسي في ضمان استقرار العمل في الأجل الطويل فيما يتعلق بحركات الريحية.
وخلاصة القول إن الأداء التعب والتوقعات المتعلقة بطول العمر بالنسبة لدات الريحية هي من بين أولويات صناعة طاقة الرياح. ومن خلال الجمع بين عوامل من قبيل اختيار المواد، واختبار الأداء التعب، ونماذج التنبؤ بالعمر، والسيناريوهات التطبيقية الفعلية، يمكن زيادة فعالية أداء وعمر الوحدات الريحية، وتوفير ضمانات قوية لاستقرار تشغيل وحدات توليد الطاقة الريحية. ومن شأن ذلك أن يساعد على تعزيز التنمية المستدامة لقطاع الرياح وأن يسهم إسهاما إيجابيا في تحقيق المستوى الأمثل لهيكل الطاقة العالمي.
