L'erosione dei materiali utilizzati nelle pale delle turbine eoliche per effetto delle condizioni atmosferiche è un problema che riguarda l'intero settore dell'energia eolica. Il progetto antiAGE di VTT ha trovato una soluzione funzionale al problema materiale con l'aiuto dell'intelligenza artificiale e della stampa 3D.

L'erosione del materiale delle pale delle turbine eoliche è un problema sorprendentemente costoso, che nessuno era stato in grado di risolvere prima.

"Il materiale della lama si erode per effetto della pioggia, chicchi di grandine e polvere di sabbia, che riduce significativamente la durata delle turbine eoliche. La sostituzione accelerata delle turbine diventa costosa:a causa di questo problema si perde fino al 2-4 per cento del valore di tutta l'energia eolica, ", afferma il Principal Scientist Anssi Laukkanen di VTT.

"Si tratta di un problema classico all'interno di questo particolare settore che costa miliardi di euro e comporta costi aggiuntivi per tutta l'energia eolica. Man mano che le dimensioni delle turbine eoliche aumentano e i parchi eolici vengono posizionati sul mare in condizioni sempre più impegnative, l'importanza del problema viene sottolineata", dice Laukkanen.

L'intelligenza artificiale (AI) trova una soluzione ottimale

Nel suo progetto antiAGE, VTT ha modellato il problema materiale e si è proposto di risolverlo virtualmente. Questa è la prima volta che l'intelligenza artificiale è stata utilizzata per sviluppare una soluzione materiale su questa scala.

In linea di principio, è possibile trovare un numero illimitato di varianti differenti per il materiale utilizzato nelle pale delle turbine eoliche composte dagli stessi componenti di materiale ma leggermente differenti tra loro. Di tutte queste alternative, bisognerebbe trovare quello più adatto a questo particolare scopo e che soddisfi i suoi requisiti operativi.

"Le capacità percettive umane sono insufficienti per visualizzare tutte le dimensioni relative all'ottimizzazione delle soluzioni materiali. AI, d'altra parte, è in grado di svelare relazioni causa-effetto molto complicate, simulando soluzioni e passando attraverso un'infinità di alternative per trovare quella che funziona meglio in relazione ai requisiti fissati", sottolinea Laukkanen.

La stampa 3D offre flessibilità alla produzione

In linea di principio, utilizzando l'intelligenza artificiale, sarebbe possibile trovare una soluzione materiale su misura ottimizzata per uno scopo specifico per ogni componente di ogni singolo prodotto. Però, la produzione di materiali così altamente personalizzati sarebbe difficile se si utilizzassero le tecniche di produzione tradizionali.

Stampa 3D, o produzione additiva, offre l'opportunità di produrre il materiale desiderato in qualsiasi forma senza costi irragionevoli. Quando applicato in questo modo, La stampa 3D farà esattamente quello che dovrebbe fare.

La cooperazione con i produttori di turbine eoliche inizierà il prossimo anno

I risultati del progetto antiAGE hanno superato le aspettative. Attraverso un processo di progettazione che utilizza test virtuali e apprendimento automatico, VTT è stata in grado di sviluppare una soluzione ottimizzata a un problema di materiale molto difficile in meno di un anno:un materiale altamente durevole che si indurisce se esposto a sollecitazioni meccaniche.

"Quando abbiamo pubblicato la notizia sulla nostra soluzione, i produttori di turbine eoliche si interessarono immediatamente. Stiamo ora negoziando i dettagli con gli operatori commerciali, "Laukkanen riferisce.

VTT sta inoltre richiedendo ulteriori finanziamenti per il progetto, poiché ci sono molti obiettivi per soluzioni di materiali ottimizzati anche in altri settori dell'industria. Più il prodotto è complesso, più costoso è sviluppare materiali adatti a uno scopo specifico, e più è difficile in generale trovare soluzioni materiali che funzionino bene. L'intelligenza artificiale consente di affrontare tali problemi con efficienza.