haberler

Termoplastik kanatların 3D baskısı, termal kaynaklamayı mümkün kılar ve geri dönüştürülebilirliği artırır; türbin kanadı ağırlığını ve maliyetini en az %10, üretim döngü süresini ise %15 oranında azaltma potansiyeli sunar.

NREL kıdemli rüzgar teknolojisi mühendisi Derek Berry liderliğindeki Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL, Golden, Colo., ABD) araştırmacılarından oluşan bir ekip, gelişmiş rüzgar türbini kanatları üretmek için yeni tekniklerini geliştirmeye devam ediyor.kombinasyonlarını ilerletmekgeri dönüştürülebilir termoplastikler ve katmanlı imalat (AM).Bu ilerleme, ABD Enerji Bakanlığı'nın Gelişmiş Üretim Ofisi'nin (teknolojideki yeniliği teşvik etmek, ABD imalatının enerji verimliliğini artırmak ve son teknoloji ürünlerin üretimini mümkün kılmak için tasarlanmış ödüller) sağladığı fonla mümkün oldu.

Bugün, hizmet ölçeğindeki rüzgar türbini kanatlarının çoğu aynı kapaklı tasarıma sahiptir: İki fiberglas kanat yüzeyi yapıştırıcıyla birbirine bağlanır ve son 25 yılda verimlilik için optimize edilmiş bir süreç olan kesme ağları adı verilen bir veya daha fazla kompozit sertleştirme bileşeni kullanılır.Bununla birlikte, rüzgar türbini kanatlarını daha hafif, daha uzun, daha ucuz ve rüzgar enerjisini yakalamada daha verimli hale getirmek için (rüzgar enerjisi üretimini artırarak sera gazı emisyonlarını kısmen azaltma hedefi açısından kritik gelişmeler) araştırmacıların geleneksel kapaklı kabuğu tamamen yeniden düşünmesi gerekiyor. NREL ekibinin öncelikli odak noktası.

NREL ekibi başlangıç ​​olarak reçine matris malzemesine odaklanıyor.Mevcut tasarımlar, epoksiler, polyesterler ve vinil esterler gibi termoset reçine sistemlerine, yani sertleştikten sonra dikenli çalılar gibi çapraz bağlanan polimerlere dayanmaktadır.

Berry, "Termoset reçine sistemine sahip bir bıçak ürettiğinizde süreci tersine çeviremezsiniz" diyor.“Bu [aynı zamanda] bıçağıngeri dönüşümü zor.”

İle çalışmakİleri Kompozit Üretim Yeniliği Enstitüsü(IACMI, Knoxville, Tenn., ABD) NREL'in Kompozit İmalat Eğitim ve Teknolojisi (CoMET) Tesisinde, çok kurumlu ekip, termoset malzemelerin aksine, orijinal polimerleri ayırmak için ısıtılabilen ve son işlemi mümkün kılan termoplastik kullanan sistemler geliştirdi. Yaşamın (EOL) geri dönüştürülebilirliği.

Termoplastik bıçak parçaları, genellikle ağır ve pahalı malzemeler olan yapıştırıcılara olan ihtiyacı ortadan kaldırabilecek ve bıçağın geri dönüştürülebilirliğini daha da artırabilecek bir termal kaynak işlemi kullanılarak da birleştirilebilir.

Berry, "İki termoplastik bıçak bileşeniyle bunları bir araya getirme ve ısı ve basınç uygulamasıyla birleştirme olanağına sahipsiniz" diyor.“Bunu termoset malzemelerle yapamazsınız.”

NREL, proje ortaklarıyla birlikte ilerliyorTPI Kompozitleri(Scottsdale, Ariz., ABD), Eklemeli Mühendislik Çözümleri (Akron, Ohio, ABD),Ingersoll Takım Tezgahları(Rockford, Ill., ABD), Vanderbilt Üniversitesi (Knoxville) ve IACMI, nispeten düşük, uzunluğu 100 metrenin çok üzerinde olan, yüksek performanslı, çok uzun kanatların uygun maliyetli üretimini mümkün kılmak için yenilikçi kanat göbeği yapıları geliştirecek. ağırlık.

Araştırma ekibi, 3D baskıyı kullanarak türbin kanatlarını modernize etmek için gereken tasarım türlerini, türbin kanadının yapısal kaplamaları arasında değişen yoğunluk ve geometrilere sahip, yüksek düzeyde mühendislik gerektiren, ağ şeklindeki yapısal çekirdeklerle üretebileceğini söylüyor.Bıçak kaplamaları termoplastik reçine sistemi kullanılarak aşılanacak.

Başarılı olmaları halinde ekip, türbin kanadı ağırlığını ve maliyetini %10 (veya daha fazla) ve üretim döngü süresini en az %15 azaltacak.

Buna ek olarakbirinci sınıf AMO FOA ödülüAM termoplastik rüzgar türbini kanat yapıları için iki alt hibe projesi aynı zamanda ileri rüzgar türbini üretim tekniklerini de araştıracak.Colorado Eyalet Üniversitesi (Fort Collins), yeni dahili rüzgar kanadı yapıları için fiber takviyeli kompozitler yapmak amacıyla 3D baskıyı da kullanan bir projeye liderlik ediyor.Owens Corning(Toledo, Ohio, ABD), NREL,Arkema A.Ş.(King of Prussa, Pa., ABD) ve Vestas Blades America (Brighton, Colo., ABD) ortak olarak yer alıyor.GE Research (Niskayuna, NY, ABD) liderliğindeki ikinci projeye AMERİKA adı verildi: Katkı Maddesi ve Modüler Etkin Rotor Kanatları ve Entegre Kompozit Montajı.GE Research ile ortaklık kurmakOak Ridge Ulusal Laboratuvarı(ORNL, Oak Ridge, Tenn., ABD), NREL, LM Wind Power (Kolding, Danimarka) ve GE Renewable Energy (Paris, Fransa).

Gönderen: kompozit dünyası