W dużych turbinach wiatrowych łopaty wirnika muszą jednocześnie spełniać wymagania bardzo niskiej masy, dużej sztywności, wysokiej wytrzymałości zmęczeniowej oraz odporności na warunki atmosferyczne. Z tego powodu typowym materiałem konstrukcyjnym jest kompozyt polimerowy wzmacniany włóknami, a najczęściej spotykanym zbrojeniem jest włókno szklane.
Odpowiedź "Z włókna szklanego." jest poprawna, ponieważ w praktyce łopaty są wykonywane jako elementy kompozytowe (np. laminaty) oparte o włókno szklane, które zapewnia dobry kompromis między kosztem a parametrami mechanicznymi. Kompozyt pozwala także kształtować profil aerodynamiczny łopaty i uzyskiwać duże długości bez skokowego wzrostu masy.
Dlaczego pozostałe propozycje są nieprawidłowe?
- "Z aluminium." – aluminium jest lekkim metalem, ale w tak dużych konstrukcjach nie jest typowym podstawowym materiałem łopat. Wymagania zmęczeniowe i konstrukcyjne oraz technologia wytwarzania profili łopat przemawiają za kompozytami.
- "Ze stali." – stal ma dużą gęstość; łopaty stalowe byłyby zbyt ciężkie, co zwiększałoby obciążenia łożysk, przekładni/generatora oraz fundamentu. Stal jest natomiast częsta w wieżach i elementach nośnych turbiny.
- "Z miedzi elektrolitycznej." – miedź stosuje się głównie tam, gdzie liczy się przewodnictwo elektryczne (np. uzwojenia), a nie jako materiał wielkogabarytowych elementów aerodynamicznych. Byłaby bardzo ciężka i kosztowna.
Warto pamiętać o typowym skojarzeniu egzaminacyjnym: łopaty = kompozyt (włókno szklane), wieża = stal, generator/uzwojenia = miedź. To pomaga uniknąć pomyłek wynikających z przenoszenia "popularnych" materiałów z innych części turbiny na łopaty.
