2020年11月19日
一种可回收的新型风力叶片材料可能会改变风能行业，使可再生能源比以往任何时候都更加可持续，同时降低过程中的成本。
热塑性树脂的使用已经在国家可再生能源实验室(NREL)得到验证。研究人员展示了热塑性树脂的可行性，使用这种新型树脂制造了9米长的风力涡轮机叶片，这种树脂是由宾夕法尼亚州一家名为Arkema Inc.的公司开发的。
研究人员现在已经验证了13米长的热塑性复合叶片的结构完整性，该叶片也是在NREL制造的。
除了可回收性，热塑性树脂还可以使叶片更长、更轻、成本更低。使用目前的热固性树脂系统制造叶片需要更多的能源和人力，最终产品往往会被扔进垃圾填埋场。
“热固性树脂系统就像煎鸡蛋一样。这是无法逆转的，NREL的高级工程师德里克·贝里说。但是用热塑性树脂系统，你可以用它做一个刀片。你把它加热到一定的温度，它就会融化。你可以把液体树脂拿回来重新使用。”
Berry是一篇新论文的合著者，热塑性复合风力机叶片与热固性复合风力机叶片的结构比较哪些出现在期刊上可再生能源．
其他来自NREL的作者还有罗宾·默里、莱恩·比奇、大卫·巴恩斯、大卫·斯诺伯格、萨曼莎·鲁尼、迈克·詹克斯、比尔·盖奇、特洛伊·伯勒、萨拉·沃伦和斯科特·休斯。
NREL还开发了一种技术经济模型，探索在叶片中使用热塑性树脂的成本效益。目前的风力涡轮机叶片主要由复合材料制成，如注入热固性树脂的玻璃纤维。欧洲杯足球竞彩
对于环氧热固性树脂，制造过程需要使用额外的热量来固化树脂，这增加了刀片的成本和循环时间。然而，热塑性树脂在室温下固化。
这一过程不需要太多的劳动力，而这一成本约占刀片成本的40%。研究人员认为，这种新工艺可以使刀片的制造成本降低约5%。
NREL是复合材料制造教育和技术(CoMET)工厂的所在地，位于科罗拉多州博尔德附近的Flatirons园区。
在那里，研究人员设计、制造和测试复合涡轮机叶片。他们之前通过制造一个9米长的复合风力涡轮机叶片证明了热塑性树脂系统的可行性。
随后，他们通过制造和结构验证了一个13米长的热塑性复合叶片与一个几乎相同的热固性叶片。
这项工作，加上Arkema和其他先进复合材料制造创新研究所合作伙伴的工作，证明了远离热固性树脂系统的优势。
“热塑性材料从叶片上的风力负载中吸收更多的能量，这可以减少这些负载对涡轮系统其余部分的磨损，这是一件好事，”默里说。
热塑性树脂还可以让制造商在现场制造叶片，缓解了该行业面临的更大更长叶片趋势的问题。随着刀片尺寸的增大，如何将它们从制造工厂运输出来的问题也在增加。
这项工作是由美国能源部高级制造办公室资助的。NREL是美国能源部可再生能源和能源效率研究和开发的主要国家实验室。NREL由可持续能源联盟有限责任公司为能源部运营。
来源:https://www.nrel.gov/