Łopaty wirnika turbiny wiatrowej pracują w bardzo wymagających warunkach: są narażone na długotrwałe obciążenia zmienne (zmęczeniowe), podmuchy wiatru, drgania, deszcz, promieniowanie UV oraz erozję krawędzi natarcia. Z punktu widzenia eksploatacji kluczowe są: niska masa, wysoka wytrzymałość, odporność na zmęczenie i odporność korozyjna.
Odpowiedź "z włókien szklanych" jest poprawna, ponieważ w praktyce łopaty są wykonywane z kompozytów wzmacnianych włóknem szklanym (GFRP) w postaci laminatów z żywicą. Takie rozwiązanie daje korzystny stosunek wytrzymałości do masy, pozwala kształtować profil aerodynamiczny i dobrze pracuje przy wielomilionowej liczbie cykli obciążeń.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne w typowym ujęciu egzaminacyjnym:
- "z miedzi" – miedź jest ciężka i kosztowna, a także nie jest standardowym materiałem konstrukcyjnym na wielkogabarytowe elementy wirujące. Stosuje się ją głównie w elektrotechnice (przewodniki), nie jako materiał łopat.
- "z aluminium" – aluminium jest lżejsze od stali, ale w łopatach kluczowa jest nie tylko masa, lecz także zachowanie pod zmęczeniem oraz możliwość uzyskania wymaganej sztywności i profilu przy rozsądnej technologii. W praktyce dominują kompozyty.
- "ze stali" – stal jest zbyt ciężka dla łopat dużych turbin; zwiększałaby bezwładność, obciążenia łożysk i konstrukcji, utrudniała rozruch oraz pogarszała parametry pracy. Ponadto korozja i zmęczenie byłyby istotnym problemem eksploatacyjnym.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy pytanie dotyczy łopat, gondoli i masztu, zwykle trzeba pamiętać o różnicy materiałów: łopaty to najczęściej kompozyty, a wieża i fundamenty to zwykle stal/beton.
