Aktiv avisning av vindturbinblad med mikrovågor och avancerade ytbeläggningar



Relevanta dokument
Program Vindkraft i kallt klimat

Contact person Date Reference Page Kenth Johansson P (15) RISE Bioscience and Materials

SKELLEFTEÅ KRAFTS VINDKRAFTSSATSNINGAR DÅTID, NUTID OCH FRAMTID

Hur gör man en ansökan till Horisont december 2013 Jenny Holgersson, Red Energy Experts AB Clas Tegerstrand, Sustainable Business Mälardalen

eller

Forskning och innovation för energieffektivt byggande och boende

Sökande SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

The Swedish Energy Agency, D.nr.: , Project nr

Energimyndighetens programkonferens, Oktober Småskalig värmeförsörjning med biobränslen. Emissonsklustret

Forskning & innovation för ett hållbart energisystem. Klara Helstad Chef enheten hållbar industri

Entreprenörskapsforum, Johan Harvard. Svenskt miljöteknikföretagande: Policy och konkurrenskraft

Tentamen i Fotonik , kl

ClimateWell Solar Powered Air Conditioning. Presentation Forska & Väx VINNOVA. September Per Olofsson Group CEO

Mikael Hedelind. Mikael Hedelind, ABB Corporate Research

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

SURFACE, PROCESS AND FORMULATION,

Samtidig mätning av infraröd- och radaregenskaper Beskrivning av nytt materialmätsystem vid FOI

Inline. Exakt skikttjockleks mätning för kontinuerlig industriell användning. » The coatmaster reduces our powder consumption by 28 %.

Säkrare batterisystem och elektrifierade fordon

0,22 m. 45 cm. 56 cm. 153 cm 115 cm. 204 cm. 52 cm. 38 cm. 93 cm 22 cm. 140 cm 93 cm. 325 cm

Forskningsområden. Energisystem och marknad. Energianvändning inkl. transporter

Rundabordssamtal om vätgas. IVA 15:e februari 2007

Värmepumpar i ett nytt. Vision Monica Axell SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Ljudpåverkan vid nedisning av vindkraftverk Vindkraftsforskning i Fokus Uppsala 6-7 Oktober

Kontaktperson Datum Beteckning Sida Mathias Johansson PX (3) Energiteknik mathias.johansson.et@sp.se.

Kontaktperson Datum Beteckning Sida Mathias Johansson PX (3) Energiteknik mathias.johansson.et@sp.se.

Industriellt betongbyggande leder till ökad produktivitet. Peter Simonsson

Vävnadsbehandling med högenergetiskt ultraljud

FFI-projekt Kiselkarbidsensor för tillförlitligare och effektivare motorstyrning

LED lamper for UV-lys. Labino AB Magnus Karlsson Teknisk Chef Maj 2011

Är det meningsfullt att försöka överraska förare flera gånger i rad när man utvärderar kollisionsvarning?

VINDKRAFT GLEMMINGEBRO

Roll-up och väggar. Classic Light Roll Up. Tillval: Spotlight (se sidan 3). Art nr Art nr Art nr

Strategi för forskning och innovation om vindkraft

Övervintring I höstvete, Hur kan vi förutse detta om vi råkar veta hur vädret blir?

Roll-up och väggar. Classic Light Roll Up. Tillval: Spotlight (se sidan 3). Art nr Art nr Art nr

Växthuseffekten och klimatförändringar

BETALNINGSAVI. Hallsbergs Ridklubb Lindhult Östansjö

En strategi för Energimyndighetens samlade vindarbete

Verktyg för effektiv samverkansinnovation. exemplet Grafen

GRAFISK MANUAL

Kontaktperson Datum Beteckning Sida Mathias Johansson P (4) Energiteknik

ELEVER BYGGER EGNA LUFT- FÖRVÄRMARE

H 2 O. (Av)isning av vingar på vindkraftsverk. Functional Surfaces group Halmstad. Vindforsk Vindforsk Lars BååB. Halmstad University

Solen skiner inte under dygnets alla 24 timmar... därför har vi tagit fram arbetslamporna Goliath

Utveckla kunskap och nätverk genom deltagande i forskningsprojekt!

Celsius - konkurrenskraftig och hållbar fjärrvärme och fjärrkyla till Europas städer.

Ecolin - Natural silence!

Tentamen i Fotonik , kl

Mattransport - Transportboxar, mm.

PRODUKTBLAD. A Företagets namn Cylinda SIB 5262 KV RF

Övning 6 Antireflexbehandling

Min syn på koncepthantering generering och utvärdering

Så avancerad att vi blev tvungna att skapa en ny kategori

Development of Mechanical Joining Technology for Light Weight Car Body Concepts

Innovation och produktutveckling. Joakim Lilliesköld & Liv Gingnell

CESSDA-arbete i Sverige

HR i en internationell organisation, några tankar av P-O Nyquist. Göteborg

Erfarenheter från ljuddämpning av ett vindkraftverk i Kåphult

Anders Larsson YKI, Ytkemiska Institutet AB Färg och nanoteknologi

Clean Sky 2. Göran Bengtsson 24 september 2014 Innovair Saab property

Hjärtat i ett intelligent värmesystem

Massivträhusens akilleshäl på väg att botas SP Klas Hagberg

Skogsindustridagarna 2014 Thomas Öhlund

Trådlös överföring av mätdata Industri och Mobila applikationer

PRODUKTBLAD. A Företagets namn Cylinda S 6364 KVE RF

GRADE PLUS ARMCHAIR DESIGN JOHANNES FOERSOM & PETER HIORT-LORENZEN

Korrosion Under Isolering (CUI)

Delrapport 2: Oxidationens Inverkan på Långvågig Värmeöverföring

Bioenergikluster Småland. En rapport inom Energimyndighetens Euforiprojekt:

Kapitel 3. Standardatmosfären

MinBaS Innovation - VINNOVA. MinBaS dagen 2015

Alumi.

Hammarby Sjöstads profil: - ung och dynamisk, - modern och global

Kontaktperson Datum Beteckning Sida Mathias Johansson P (4) Energiteknik

Bättre logistik och vindkraft i kallt klimat

Användningsområde Den pneumatiska ställcylindern är avsedd att användas i reglerkretsar för styrning av ventiler, spjäll, variatorer m.m.

Patientbroschyr. A Breath of. New Life

Om Vindkraft. Vindkraftverk, anläggning som omvandlar

"Etablera närodlad textil i Sverige - en lägesrapport från innovationsprojektet. GA-möte Pernilla Walkenström, Swerea IVF

Trafikverkets program för elvägar. NVF Jan Pettersson, Trafikverket Programchef

Ett strategiskt agendaarbete för att samla branschen och gemensamt ta fram en utvecklingsplan för innovation och produktutveckling inom området

Peter Liden Chalmers tekniska högskola 21 nov 2018

EUSME -gratis Horizon 2020-support till småföretag (SME) EU/SME

GADD Software en introduktion

En halv miljon kronor till forskning och utveckling. Låter det intressant?

Making electricity clean

Roll-up och väggar. Classic Light Roll Up. Tillval: Spotlight (se sidan 3). Art nr Art nr Art nr

Värmepumpar i bebyggelse. SP Byggdagar, Borås, Roger Nordman SP Technical Research Institute of Sweden roger.nordman@sp.

Bärbara mediadisplayer från Expand.

Program Industrins energi- och klimatomställning

Övning 6 Antireflexbehandling. Idén med antireflexskikt är att få två reflektioner som interfererar destruktivt och därmed försvagar varandra.

BREV - LETTER 1(8) Datum - Date Revision Beteckning - Reference

Elektronik ESS 010 Elektronik. Erik Lind

Samverkansformer och resultat av FFI HP projekt vid tillverkning av transmissionsdetaljer

Svenska HERBIE. Indoor Garden. Effortless Indoor Gardening

Svenska HERBIE. Indoor Garden. Effortless Indoor Gardening

Nanoelektronik. FAFA10 Kvantfenomen och nanostrukturer HT Martin Magnusson.

Transkript:

Aktiv avisning av vindturbinblad med mikrovågor och avancerade ytbeläggningar Kenth Johansson, SP Joachim Karthäuser, Re-Turn AS / Icesolution AS Mikael Järn, SP Lars Eng, Re-Turn AS Göran Gustafsson, Susanne Fogelberg, Pegil Innovations AB Bernt Granberg, MW Innovation AB Peter Krohn, Vattenfall R&D AB Stein Dietrichson, Paal Skybak, Re-Turn AS Mikael Nordeng, Lars Dietrichson, Re-Turn AS Presenteras vid Vindkraftsforskning i fokus konferens, Uppsala, 6-7 oktober, 2015

Micro-DeIce Aktiv avisning av vindturbinblad med mikrovågor och avancerade ytbeläggningar Huvudsaklig finansiering från Energimyndigheten Partners: SP (coordinator, lab scale development work, testing, etc.) Re-Turn AS / Icesolution AS (developer of technology, microwave absorbent supplier) MW Innovation AB (consultant with long experience from de-icing activities) Pegil Innovations AB (supplier of MW sources, incl. waveguides) Vattenfall R & D AB (potential end user of the technology) Projektets längd: 2 år Projektbudget: 3.9 MSEK Projektstart: 1 September, 2013

Introduktion till Avisning med Mikrovågor och CNT-beläggningar Teknologi Kolnanorör (CNT) i en polymerfilm absorberar MW strålning och genererar värme. Stark MW absorption mellan 2-20 GHz. 2.45 GHz öppen frekvens. Mikrovågskällan på insidan eller utsidan av rotorbladen Trådlös lösning, reparationsvänligt, flexibelt, ok 3 för blade bend

Microwave heating of a small sample (PU coating with CNT) Infrared camera Web camera 2*2 cm ice cube glued onto glaze ice, start -20 o C Tilted surface 4

Micro-DeIce Aktiv avisning av vindturbinblad med mikrovågor och avancerade ytbeläggningar Projektets målsättning Att utveckla en kombination av mikrovågsabsorberande skikt och en top-coat med god hållbarhet och anti-is egenskaper med låg energiförbrukning

Projektets arbetsindelning WP 1: Projektledning, mm WP 2: Design och byggande av mikrovågsutrustning till fältförsök WP 3: Framställning och karakterisering av olika kombinationer av mikrovågsabsorberande skikt och ytbeläggningar i laboratorieskala WP 4: Fälttester WP 5: Säkerhet och hälsa, inkl. blixtkänslighetsanalyser

WP 2: Design och byggande av mikrovågsutrustning till fältförsök (Pegil Innovations) Mikrovågskälla som använts i projektet: Magnetron 2.45 GHz + högspänningsaggregat (1350 W)

WP 3: Framställning och karakterisering av olika kombinationer av mikrovågsabsorberande skikt och ytbeläggningar i laboratorieskala (SP) Framställning av olika varianter av mikrovågsabsorberande skikt (CNT-coatings) (Re-Turn) Utvärdering av skikten m.a.p. absorption, transmission, reflektion av MW samt uppvärmningsegenskaper Åldringstest hos mikrovågsabsorberande skikt. Upprepade exponeringar och karakterisering av prover med mikrovågsabsorberande skikt.

WP 3: Framställning och karakterisering av olika kombinationer av mikrovågsabsorberande skikt och ytbeläggningar i laboratorieskala (SP) Transmittansmätningar Karakterisering av CNT-beläggningar Reflektansmätningar Temperaturmätningar med IR-kamera

Ökande CNT-koncentration Högre MW-absorption 15-20% wt. CNT i MW-absorberande skikt (ca. 200 µm) är en bra kompromiss mellan absorption and reflektion av MW. (Reflekterade MW absorberas också.) CNT-skiktet är halvledande. Dispergeringsgrad och polymermatrisens sammansättning påverkar också MWabsorptionsegenskaperna. Reflektion

WP 3: Framställning och karakterisering av olika kombinationer av mikrovågsabsorberande skikt och ytbeläggningar i laboratorieskala (SP) Framställning av olika varianter av mikrovågsabsorberande skikt (CNT-coatings) (Re-Turn) Utvärdering av skikten m.a.p. absorption, transmission, reflektion av MW samt uppvärmningsegenskaper Åldringstest hos mikrovågsabsorberande skikt. Upprepade exponeringar och karakterisering av prover med mikrovågsabsorberande skikt.

WP 3: Framställning och karakterisering av olika kombinationer av mikrovågsabsorberande skikt och ytbeläggningar i laboratorieskala (SP) Åldringstester av mikrovågsabsorberande skikt. Exponering för Mikrovågor 500 cykler i SP s Faradaybur 1 cykel: 3 min MW-strålning + 10 min avsvalning = 13 min 3 min strålning (50 % 660 W) motsvarar uppvärmning av CNT-skiktet till ca 70 C Exponering för Temperaturvariationer Antalet cykler: 100 Tid per cykel: 30 min kallt + 30 min varmt Temp kallt: -30 C Temp varmt: +70 C

WP 3: Framställning och karakterisering av olika kombinationer av mikrovågsabsorberande skikt och ytbeläggningar i laboratorieskala (SP) Utvärdering av Åldringstester SEM-analyser visar inte några effekter av åldringen Mikrovågsexponeringen sänker Tg > 10 grader Thermoshock-behandlingen påverkar inte Tg Ytresistansen förefaller öka efter åldringen Mikrovågsabsorptionen påverkas inte av åldringen T g =glasomvandlingstemperatur Sample T g (DIN) ( C) Before exposure 81.1 ± 3.4 After microwave exposure (500 cycles) After thermoshock exposure (100 cycles) 68.2 ± 1.8 81.9 ± 5.5

WP 4: Fälttester (Pegil Innovation) Enl. ansökan: Fälttester kommer att utföras på Vattenfalls anläggning. I stället: Avisningsförsök i fryscontainer hos Pegil Innovations i Skövde.

WP 2: Design och byggande av mikrovågsutrustning till fältförsök (Pegil Innovations) Resultat från avisning av 2,5 m vingsegment

Lyckade avisningsförsök vid -20 C Före web kamera Efter Avisning av ett kompakt islager inom 10-30 min Lärdom: Topcoaten borde ha god värmeledningsförmåga, vara slät och hydrofob Infraröd kamera 5 min 30 min Uppvärmning av vingens framkant med 2,45 GHz magnetron och vågledare: Effektivt, men spatial variation

WP 5: Säkerhet och hälsa, inkl. blixtkänslighetsanalyser Blixtkänslighetsanalys Diskussioner med Anders Bergman, senior forskare, SP Högspänningslab, Borås. Blixtkänsligheten om magnetron + vågledare används kan bedömas och avgöras genom teoretiska beräkningar på skrivbordet. En vågledare eller annan konstruktion av aluminium som skyddar elektroniken bedöms vara blixtsäker om godstjockleken är 1-2 mm. Inga praktiska tester utförda pga byte av mikrovågskälla.

WP 2: Design och byggande av mikrovågsutrustning till fältförsök Halvledarrevolution inom mikrovågsteknologi Transistorer ersätter magnetroner lämpligt för vindkraftverk. Fördelar: Livstid (!) vikt pris kontroll (!) robusthet design & installationsmöjligheter inget krav på högspänning

Aktiv avisning av vindturbinblad med mikrovågor och avancerade ytbeläggningar Preliminära uppvärmningstester med ny transistorteknologi Radardom med CNT- + topcoat Uppvärmning av domen registrerad med IR-kamera

Aktiv avisning av vindturbinblad med mikrovågor och avancerade ytbeläggningar Slutsatser : Proof of concept visat. Mikrovågor i kombination med CNT-beläggning ger effektiv uppvärmning. Effektiv avisning av rotorbladssegment vid -20 C. CNT-beläggningens sammansättning viktig. Inte bara CNT-halt, även dispergeringsgrad och matrisens sammansättning. CNT-beläggningen har goda åldringsegenskaper både vad gäller MWstrålning (klarar minst 500 exponeringscykler) och temperaturvariationer (klarar minst 100 cykler). Ingen risk för mikrovågsstrålning på marken. Transistorer framtidens mikrovågskälla för avisning av vindkraftsturbinblad

TACK! Contact: kenth.johansson@sp.se