ألياف الكربون + "طاقة الرياح"
يمكن للمواد المركبة المقواة بألياف الكربون أن تتمتع بميزة المرونة العالية والوزن الخفيف في شفرات توربينات الرياح الكبيرة، وتكون هذه الميزة أكثر وضوحًا عندما يكون الحجم الخارجي للشفرة أكبر.
بالمقارنة مع مادة الألياف الزجاجية، يمكن تقليل وزن الشفرة المصنوعة من مادة مركبة من ألياف الكربون بنسبة لا تقل عن 30%. يُسهم انخفاض وزن الشفرة وزيادة صلابتها في تحسين أدائها الديناميكي الهوائي، وتقليل الحمل على البرج والمحور، وزيادة استقرار المروحة. كما يصبح خرج الطاقة أكثر توازناً واستقراراً، وترتفع كفاءة إنتاج الطاقة.
إذا أمكن استغلال الموصلية الكهربائية لمادة ألياف الكربون بفعالية في التصميم الهيكلي، يُمكن تجنب تلف الشفرات الناتج عن الصواعق. علاوة على ذلك، تتميز مادة ألياف الكربون المركبة بمقاومة جيدة للإجهاد، مما يُسهم في تشغيل شفرات توربينات الرياح لفترات طويلة في الظروف الجوية القاسية.
ألياف الكربون + "بطارية الليثيوم"
في صناعة بطاريات الليثيوم، برز اتجاه جديد يتمثل في استبدال بكرات المواد المركبة من ألياف الكربون بالبكرات المعدنية التقليدية على نطاق واسع، مع التركيز على "توفير الطاقة، وخفض الانبعاثات، وتحسين الجودة". ويسهم استخدام هذه المواد الجديدة في زيادة القيمة المضافة للصناعة وتعزيز القدرة التنافسية للمنتجات في السوق.
ألياف الكربون + "الخلايا الكهروضوئية"
حظيت خصائص مركبات ألياف الكربون، من حيث القوة العالية ومعامل المرونة العالي والكثافة المنخفضة، باهتمام كبير في صناعة الخلايا الكهروضوئية. ورغم أنها ليست شائعة الاستخدام كمركبات الكربون-كربون، إلا أن استخدامها في بعض المكونات الرئيسية يتطور تدريجياً، مثل صناعة دعامات رقائق السيليكون.
ومن الأمثلة الأخرى ممسحة ألياف الكربون. ففي إنتاج الخلايا الكهروضوئية، كلما كانت الممسحة أخف وزنًا، كان من الأسهل جعلها أدق، كما أن جودة طباعة الشاشة تؤثر إيجابًا على تحسين كفاءة تحويل الطاقة في الخلايا الكهروضوئية.
ألياف الكربون + "طاقة الهيدروجين"
يعكس التصميم بشكل أساسي خفة وزن المواد المركبة من ألياف الكربون وخصائص الطاقة الهيدروجينية الصديقة للبيئة والفعالة. تستخدم الحافلة مواد مركبة من ألياف الكربون كمادة أساسية لهيكلها، وتعتمد على الطاقة الهيدروجينية لتزويدها بـ 24 كيلوغرامًا من الهيدروجين في كل مرة. يصل مداها إلى 800 كيلومتر، وتتميز بانعدام الانبعاثات، وانخفاض مستوى الضوضاء، وطول عمرها الافتراضي.
بفضل التصميم المبتكر لهيكل المركبة المصنوع من ألياف الكربون المركبة، وتحسين مكونات النظام الأخرى، بلغ وزن المركبة الفعلي 10 أطنان، أي أخف بنسبة تزيد عن 25% من المركبات الأخرى من نفس النوع، مما يقلل بشكل فعال من استهلاك طاقة الهيدروجين أثناء التشغيل. ولا يقتصر إطلاق هذا النموذج على تعزيز "تطبيقات طاقة الهيدروجين التجريبية"، بل يمثل أيضًا نموذجًا ناجحًا للتكامل الأمثل بين مواد ألياف الكربون المركبة والطاقة المتجددة.
بفضل التصميم المبتكر لهيكل المركبة المصنوع من ألياف الكربون المركبة، وتحسين مكونات النظام الأخرى، بلغ وزن المركبة الفعلي 10 أطنان، أي أخف بنسبة تزيد عن 25% من المركبات الأخرى من نفس النوع، مما يقلل بشكل فعال من استهلاك طاقة الهيدروجين أثناء التشغيل. ولا يقتصر إطلاق هذا النموذج على تعزيز "تطبيقات طاقة الهيدروجين التجريبية"، بل يمثل أيضًا نموذجًا ناجحًا للتكامل الأمثل بين مواد ألياف الكربون المركبة والطاقة المتجددة.
تاريخ النشر: 16 مارس 2022
