νέα

Η τρισδιάστατη εκτύπωση των θερμοπλαστικών λεπίδων επιτρέπει τη θερμική συγκόλληση και βελτιώνει την ανακύκλωση, προσφέροντας τη δυνατότητα μείωσης του βάρους και του κόστους της λεπίδας του στροβίλου κατά τουλάχιστον 10%και του χρόνου κύκλου παραγωγής κατά 15%.

Μια ομάδα Ερευνητών Ερευνητών Εθνικών Ανανεώσιμων Πηγών Ενεργειακών Πηγών Ενεργειακών Πηγών (NREL, Golden, Colo., US), με επικεφαλής τον ανώτερο τεχνολογικό μηχανικό της NREL Derek Berry, συνεχίζουν να προωθούν τις νέες τεχνικές τους για την κατασκευή προηγμένων λεπίδων ανεμογεννητριών απόπροωθώντας τον συνδυασμό τουςτων ανακυκλώσιμων θερμοπλαστικών και της παραγωγής πρόσθετων (AM). Η προκαταβολή έγινε δυνατή με τη χρηματοδότηση από το Γραφείο Προηγμένης Παραγωγής του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ-βραβεία που αποσκοπούν στην τόνωση της τεχνολογικής καινοτομίας, τη βελτίωση της παραγωγικότητας της ενέργειας της αμερικανικής κατασκευής και τη δυνατότητα στην κατασκευή προϊόντων αιχμής.

Σήμερα, οι περισσότερες λεπίδες ανεμογεννητριών με τη χρησιμότητα έχουν τον ίδιο σχεδιασμό clamshell: δύο δέρματα λεπίδων από υαλοβάμβακα είναι συνδεδεμένα μαζί με κόλλα και χρησιμοποιούν ένα ή περισσότερα σύνθετα συστατικά ενισχύσεως που ονομάζονται διατμητικά ιστούς, βελτιστοποιημένη διαδικασία για την απόδοση τα τελευταία 25 χρόνια. Ωστόσο, για να καταστούν οι λεπίδες ανεμογεννητριών ελαφρύτερα, μακρύτερα, λιγότερο δαπανηρά και πιο αποτελεσματικά στη λήψη της αιολικής ενέργειας - βελτιώσεις κρίσιμες για τον στόχο της κοπής των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου εν μέρει με την αύξηση της παραγωγής αιολικής ενέργειας - οι ερευνητές πρέπει να ξανασκεφτούν το συμβατικό clamshell, κάτι που είναι Η κύρια εστίαση της ομάδας NREL.

Για να ξεκινήσει, η ομάδα NREL επικεντρώνεται στο υλικό της ρητίνης. Τα τρέχοντα σχέδια βασίζονται σε συστήματα ρητίνης θερμοσίεσης όπως εποξικά, πολυεστέρους και βινυλικούς εστέρα, πολυμερή που, κάποτε θεραπεύονται, διασταυρούμενα, όπως τα brambles.

"Μόλις παράγετε μια λεπίδα με ένα σύστημα ρητίνης θερμοστοιχείων, δεν μπορείτε να αντιστρέψετε τη διαδικασία", λέει ο Berry. "Αυτό [επίσης] κάνει τη λεπίδαΔύσκολο να ανακυκλωθεί. "

Συνεργασία με τοΙνστιτούτο Προηγμένων Συνθέσεων(IACMI, Knoxville, Tenn., US) Στο NREL Composites Manufacturing Education and Technology (COMET), η ομάδα πολλαπλών θεσμών ανέπτυξε συστήματα που χρησιμοποιούν θερμοπλαστικά, τα οποία, σε αντίθεση με τα θερμοσκληρυνόμενα υλικά, μπορούν να θερμαίνονται για να διαχωριστούν τα αρχικά πολυμερή, επιτρέποντας στο τέλος -OF-LIFE (EOL) Ανακυκλιμότητα.

Τα θερμοπλαστικά τμήματα των λεπίδων μπορούν επίσης να ενωθούν χρησιμοποιώντας μια διαδικασία θερμικής συγκόλλησης που θα μπορούσε να εξαλείψει την ανάγκη για συγκολλητικές ουσίες - συχνά βαρύ και δαπανηρά υλικά - περαιτέρω ενίσχυση της ανακύκλωσης της λεπίδας.

"Με δύο θερμοπλαστικά εξαρτήματα λεπίδων, έχετε τη δυνατότητα να τα φέρετε μαζί και, μέσω της εφαρμογής της θερμότητας και της πίεσης, να τους ενώσετε", λέει ο Berry. "Δεν μπορείτε να το κάνετε αυτό με υλικά θερμότ."

Προχωρώντας προς τα εμπρός, NREL, μαζί με τους συνεργάτες του έργουΣύνθετα TPI(Scottsdale, Ariz., Us), Λύσεις Προσθέτων Μηχανικών (Akron, Ohio, US),Εργαλεία μηχανής Ingersoll(Rockford, Ill., US), Πανεπιστήμιο Vanderbilt (Knoxville) και Iacmi, θα αναπτύξουν καινοτόμες δομές πυρήνα λεπίδων για να επιτρέψουν την οικονομικά αποδοτική παραγωγή υψηλής απόδοσης, πολύ μεγάλων λεπίδων-πολύ πάνω από 100 μέτρα σε μήκος-που είναι σχετικά χαμηλά βάρος.

Χρησιμοποιώντας την εκτύπωση 3D, η ερευνητική ομάδα λέει ότι μπορεί να παράγει τα είδη των σχεδίων που απαιτούνται για τον εκσυγχρονισμό των λεπίδων στροβίλων με υψηλής κατασκευασμένης και καθαρού σχήματος δομικών πυρήνων ποικίλων πυκνοτήτων και γεωμετριών μεταξύ των δομικών δερμάτων της λεπίδας του στροβίλου. Τα δέρματα λεπίδων θα εγχυθούν χρησιμοποιώντας ένα θερμοπλαστικό σύστημα ρητίνης.

Εάν επιτύχουν, η ομάδα θα μειώσει το βάρος της λεπίδας του στροβίλου και το κόστος κατά 10% (ή περισσότερο) και ο χρόνος κύκλου παραγωγής κατά τουλάχιστον 15%.

Εκτός από τοPrime AMO FOA ΒραβείοΓια τις δομές των θερμοπλαστικών λεπίδων ανεμογεννητριών, δύο υποταγμένα έργα θα διερευνήσουν επίσης προηγμένες τεχνικές παραγωγής ανεμογεννητριών. Το Κολοράντο State University (Fort Collins) οδηγεί ένα έργο που χρησιμοποιεί επίσης 3D εκτύπωση για να κάνει σύνθετα υλικά ενισχυμένα με ίνες για νέες δομές εσωτερικού ανέμου, μεOwens Corning(Toledo, Ohio, US), NREL,Arkema Inc.(Βασιλιάς της Prussa, Pa., Us) και Vestas Blades America (Μπράιτον, Colo., Us) ως εταίροι. Το δεύτερο έργο, με επικεφαλής την GE Research (Niskayuna, NY, US), ονομάζεται Αμερική: Πρόσθετα και αρθρωτά πτερύγια ρότορα και ολοκληρωμένα σύνθετα σύνθετα. Η συνεργασία με την έρευνα της GE είναιΕθνικό εργαστήριο Oak Ridge(Ornl, Oak Ridge, Tenn., US), NREL, LM Wind Power (Kolding, Denmark) και GE Renewable Energy (Παρίσι, Γαλλία).

Από: Compositesworld