Wind Power: the Material Requirements

Abstract

The purpose of this thesis was to study what are the material requirements for wind power units. It was also studied how external influences, such as weather conditions, alter these requirements. In addition to ordinary weather conditions, it was studied what kind of particles and other impurities are in the air, and how these might affect a wind power unit. The main focus of this thesis was to study the different materials used in the construction of wind power units and the requirements each main section (tower, nacelle and blades) have for the materials used. It was also studied how these requirements changed when the unit was constructed in or near a body of water. In addition to the above, the materials commonly used at the time to writing were studied in this thesis. A small part of this thesis is given to the study of next generation materials. The material for this study was searched from libraries and from databases in the internet. The study revealed that the use of old materials, such as steel, is very common. Also, different kinds of composite materials are commonly used.

Tämän selvityksen tarkoituksena oli selvittää, mitä materiaaliteknisiä vaatimuksia tuulivoiman käytössä on. Lisäksi tutkittiin, miten ulkoiset vaikutukset (muun muas-sa sääolosuhteet) muuttavat näitä vaatimuksia. Työssä ei oteta kantaa tuulivoimayksiköiden sisäisiin mekanismeihin tai niiden materiaaliteknisiin vaatimuksiin. Ilmastollisia vaikutuksia on myös pyritty huomioimaan, esimerkiksi ilman epäpuhtauksia. Pääpaino työssä oli selvittää tuulivoimayksiköiden kolmen pääosan (torni, kehiö ja siivet) materiaaleja. Lisäksi tutkittiin kolmen pääosan materiaalien vaatimuksien muuttumista sijainnin muuttuessa maalta vesistöön tai sellaisen läheisyyteen. Tutkimuksessa keskityttiin yleisesti käytettäviin materiaaleihin, myös tulevaisuudessa käytettäviä materiaaleja on hieman tarkasteltu. Materiaali tähän selvitykseen etsittiin sekä kirjastoista että erilaisista tietokannoista Internetissä. Selvityksen tuloksena voidaan todeta, että jo pitkään käytetyt materiaalit, kuten teräs, ovat yhä hyvin käytettyjä. Lisäksi erilaiset komposiittimateriaalit ovat yleisesti käytettyjä.