พลังงานลมเป็นแหล่งพลังงาน "สีเขียว" ซึ่งผลิตไฟฟ้าได้โดยไม่มีมลภาวะ ขณะเดียวกันก็ใช้ประโยชน์จากพลังงานลมธรรมชาติที่ไม่มีวันหมดสิ้น เมื่อกังหันลมพัฒนาไปสู่การผลิตพลังงานที่สูงขึ้น ใบพัดก็จะมีขนาดยาวขึ้น- ตัวอย่างเช่น ใบพัดสำหรับกังหันกระแสหลักขนาด 1.5MW มีขนาด 34–37 เมตรและหนักประมาณ 6 ตัน (ไฟเบอร์กลาส) ทำให้เกิดความท้าทายทางเทคนิคที่สำคัญ
ปัจจุบัน ใบพัดคอมโพสิตส่วนใหญ่ใช้โพลีเมอร์เสริมใยแก้ว-โพลีเมอร์เสริมแรง (GFRP) เนื่องจากมีต้นทุนที่ต่ำกว่า ในขณะที่โพลีเมอร์เสริมใยคาร์บอน-โพลีเมอร์เสริมแรง (CFRP) มีการใช้งานที่จำกัด แม้จะมีประสิทธิภาพโดยรวมที่เหนือกว่าก็ตาม จำเป็นต้องมีช่วงการเปลี่ยนแปลงก่อนที่ CFRP จะกลายเป็นกระแสหลัก อย่างไรก็ตาม คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์-ที่มีคุณสมบัติพิเศษ-ถือเป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับใบกังหันลม ข้อดีของพวกเขา ได้แก่ :
น้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง-ถึง-อัตราส่วนน้ำหนัก
ใบมีด CFRP เบากว่าใบมีด GFRP ถึง 30% การลดน้ำหนักนี้จะไหลลงสู่ระบบขับเคลื่อน หอคอย และชานชาลา ส่งผลให้มวลของระบบทั้งหมดลดลง
ความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น
CFRP มีความแข็งแกร่งกว่า GFRP มากกว่าสองเท่า ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถออกแบบใบมีดก่อน-โค้งงอได้ดีที่สุด แต่ยังรักษาระยะห่างระหว่างใบพัดที่หมุนกับทาวเวอร์ระหว่างการทำงานได้อย่างมั่นคง
การสั่นสะเทือนที่เหนือกว่า
ความต้านทานการหน่วงสูงของ CFRP ช่วยลดการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นเอง และเร่งการสลายตัวหลังจากการสั่น ซึ่งจะป้องกันการสั่นพ้องระหว่างความถี่เบลดตามธรรมชาติและการสั่นชั่วคราว เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรในการปฏิบัติงาน
ความเหนื่อยล้าสูงและอายุยืนยาว
CFRP ทนทานต่อแรงกดแบบวนรอบจากลมปั่นป่วน การเปลี่ยนทิศทาง และลมกระโชก ตอบสนองความต้องการอายุการใช้งานการออกแบบ 20 ปี ในขณะเดียวกันก็ลดความเสี่ยงจากการแตกหักจากความเมื่อยล้า
ความต้านทานการกัดกร่อนและการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม
คาร์บอนไฟเบอร์ต้านทานกรด ด่าง และเกลือ ทำให้ใบมีด CFRP เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมชายฝั่ง น้ำเกลือ-ด่าง หรือการกัดกร่อนที่มีความทนทาน-ในระยะยาว
