Revner i vindmøllevinger gør forsker til dobbelt prisvinder

Revner i vindmøllevinger gør forsker til dobbelt prisvinder

En ny metode til at tælle revner i belastet glasfiber har sikret ung forsker fra Aalborg Universitet flere internationale priser. Forskningen skal blandt andet gøre det muligt at producere længere og lettere vindmøllevinger med mindre materialeforbrug.

Det er den 25-årige ph.d.-stipendiat Jens Glud fra Institut for Mekanik og Produktion, der har vundet konkurrencen ”2015 Young Stress Analyst Competition” ved en konference i Edinburgh om avanceret eksperimentel mekanik (10th International Conference on Advances in Experimental Mechanics). Prisen gives til excellente unge forskere, der arbejder indenfor eksperimentel mekanik.

- Vi har fundet frem til en ny og effektiv metode til at tælle de hundredvis af revner, som opstår i glasfiberkompositter, når de udmattes. Metoden består af en fuldt automatiseret detektering og opmåling af revnerne samt en efterfølgende automatiseret proces, så man får en hidtil ukendt detaljeringsgrad og anvendelig indsigt i, hvad der sker i materialet, siger Jens Glud.

 

Risiko for kollaps

Hans ph.d.-projekt er en del af arbejdet i ”Dansk Center for Kompositstrukturer og Materialer til Vindmøller” (DCCSM), og det har til formål at udvikle en ny metode til at forudsige levetiden af glasfiberkompositmaterialer.

- Vindmøllevinger består hovedsageligt af glasfiberkompositmaterialer, som er ideelle til formålet, fordi de udviser en god balance mellem pris, styrke og vægt. Men glasfiberkomposit er et relativt nyt materiale, og vi mangler stadig meget viden, før materialet kan udnyttes optimalt. Trenden indenfor vindmøller er at opskalere længden af vingerne for bedre at kunne konkurrere med konventionelle energiformer baseret på kul og gas. Hvis det fortsat skal være muligt, er det nødvendigt at udnytte glasfibermaterialet mere effektivt, da vingerne ellers bliver for tunge og kollapser under deres egen vægt og vindens påvirkninger, forklarer Jens Glud.

Løsningen har indtil videre været at designe vindmøllevinger med høje sikkerhedsmarginer. Men manglen på præcise designværktøjer betyder, at der så bruges uforholdsmæssigt meget glasfiberkomposit.

- Det giver en unødvendig forøgelse af pris og vægt. Så formålet med mit projekt er at designe en ny og billigere måde at teste udmattelse af glasfiberkompositter på, samt at udvikle computersoftware til at regne på udmattelse af glasfiberkompositmaterialer. Vi kan nu effektivt karakterisere forskellige glasfiberkompositmaterialer, og det giver os mere tid til at udvikle den computersoftware, som er nødvendig for designingeniørerne, fortæller prisvinderen.

Dobbelt prisvinder

Tilbage i april fik Jens Glud en anden ung-forsker pris for sin præsentation af den udviklede metode ved en konference om kompositmaterialer. Den nye pris kommer som anerkendelse for en grundigere gennemgang af, hvad den nye viden betyder for bestemte materialeparametre, og af hvordan man i nær fremtid kommer til at kunne spare mange penge, når glasfibermaterialer skal karakteriseres. Prisen er sponsoreret af flyproducenten Airbus og uddelt af en jury med ni internationale eksperter.

- Udover at det selvfølgelig altid er rart at få anerkendelse for mit arbejde, kan prisen forhåbentlig være med til at hjælpe, når der i fremtiden skal hentes forskningsmidler hjem til instituttet og til projekter, jeg er med til at starte, siger Jens Glud.

En betydelig del af det forskningsarbejde, som nu i to omgange er blevet præmieret, er udført i forbindelse med Jens Gluds ophold ved University of Southampton og dets Faculty of Engineering and the Environment fra oktober 2014 til februar 2015. Opholdet i Southampton havde til formål at bringe Jens Glud sammen med University of Southamptons verdensledende forskningsmiljø inden for eksperimentel mekanik samt optiske og infrarøde målemetoder. Universitetet har enestående faciliteter og knowhow inden for de områder, som Jens Glud kunne gøre brug af.

Yderligere oplysninger

  • Dansk Center for Kompositstrukturer og Materialer til Vindmøller (DCCSM) er et strategisk forskningssamarbejde mellem Aalborg Universitet, Danmarks Tekniske Universitet, Siemens Wind Power, Fiberline Composites, Bach Composite Inudstry og LM Glasfiber. Læs mere.
  • Den nye metode til at påvise revner i glasfiber benytter en opstilling med lamper med hvidt lys og et digitalt kamera. Den udmærker sig ved at være relativt billig og mobil.
  • Ph.d.-stipendiat Jens Glud, Institut for Mekanik og Produktion, tlf. 9940 3368. (Download foto).
  • Lektor Lars Chr. T. Overgaard (hovedvejleder), Institut for Mekanik og Produktion, tlf. 2382 4849.
  • Professor Ole Thybo Thomsen (vejleder), både tilknyttet University of Southampton og AAU, tlf. 2895 9151.
  • Professor Janice Barton, University of Southampton, Faculty of Engineering and the Environment, tlf. +44 (0)2380 596522.
  • Videnskabsjournalist Carsten Nielsen, AAU, tlf. 2340 5654.