habari

Uchapishaji wa 3D wa vile vile vya thermoplastic huwezesha kulehemu kwa mafuta na kuboresha urejeleaji, kutoa uwezekano wa kupunguza uzito wa blade ya turbine na gharama kwa angalau 10%, na muda wa mzunguko wa uzalishaji kwa 15%.

Timu ya watafiti wa Maabara ya Kitaifa ya Nishati Mbadala (NREL, Golden, Colo., US), wakiongozwa na mhandisi mkuu wa teknolojia ya upepo wa NREL Derek Berry, wanaendelea kuendeleza mbinu zao za riwaya za kutengeneza vile vya juu vya turbine ya upepo nakuendeleza mchanganyiko waoya thermoplastics inayoweza kutumika tena na utengenezaji wa nyongeza (AM). Uendelezaji huo uliwezekana kwa ufadhili kutoka kwa Ofisi ya Uzalishaji ya Kina ya Idara ya Nishati ya Marekani - tuzo zilizoundwa ili kuchochea uvumbuzi wa teknolojia, kuboresha tija ya nishati ya viwanda vya Marekani na kuwezesha utengenezaji wa bidhaa za kisasa.

Leo, vile vibao vingi vya turbine ya upepo vina muundo sawa wa gamba: Ngozi mbili za blade ya glasi huunganishwa pamoja na wambiso na hutumia kipengee kimoja au kadhaa cha kukaidisha kinachoitwa shear webs, mchakato ulioboreshwa kwa ufanisi zaidi katika miaka 25 iliyopita. Hata hivyo, ili kufanya vile vile vya turbine ya upepo kuwa nyepesi, ndefu, ya gharama nafuu na yenye ufanisi zaidi katika kunasa nishati ya upepo - maboresho muhimu kwa lengo la kupunguza uzalishaji wa gesi chafu kwa sehemu kwa kuongeza uzalishaji wa nishati ya upepo - watafiti lazima wafikirie upya clamshell ya kawaida, kitu ambacho ni. lengo kuu la timu ya NREL.

Kuanza, timu ya NREL inazingatia nyenzo za matrix ya resin. Miundo ya sasa inategemea mifumo ya resini ya thermoset kama vile epoksi, polyesta na esta za vinyl, polima ambazo, mara tu zimeponywa, huunganisha kama mibari.

"Mara tu unapotoa blade na mfumo wa resin ya thermoset, huwezi kubadilisha mchakato," Berry anasema. "Hiyo [pia] hufanya bladevigumu kuchakata tena.”

Kufanya kazi naTaasisi ya Ubunifu wa Kina wa Utengenezaji wa Michanganyiko(IACMI, Knoxville, Tenn., US) katika Kituo cha NREL's Composites Manufacturing Education and Technology (CoMET), timu ya taasisi nyingi ilitengeneza mifumo inayotumia thermoplastics, ambayo, tofauti na vifaa vya thermoset, inaweza kuwashwa ili kutenganisha polima asili, kuwezesha mwisho. -ya-maisha (EOL) recyclability.

Sehemu za blade ya thermoplastic pia zinaweza kuunganishwa kwa kutumia mchakato wa kulehemu wa joto ambao unaweza kuondoa hitaji la viungio - mara nyingi vifaa vizito na vya gharama kubwa - na kuimarisha zaidi urejelezaji wa blade.

"Pamoja na vifaa viwili vya blade ya thermoplastic, una uwezo wa kuzileta pamoja na, kupitia utumiaji wa joto na shinikizo, jiunge nazo," Berry anasema. "Huwezi kufanya hivyo na vifaa vya thermoset."

Kusonga mbele, NREL, pamoja na washirika wa mradiMchanganyiko wa TPI(Scottsdale, Ariz., US), Suluhisho za Uhandisi Ziada (Akron, Ohio, US),Vyombo vya Mashine ya Ingersoll(Rockford, Ill., US), Chuo Kikuu cha Vanderbilt (Knoxville) na IACMI, vitatengeneza miundo ya msingi ya blade ili kuwezesha uzalishaji wa gharama nafuu wa vile vile vya utendaji wa juu, virefu sana - zaidi ya mita 100 kwa urefu - ambavyo ni vya chini kiasi. uzito.

Kwa kutumia uchapishaji wa 3D, timu ya utafiti inasema inaweza kutoa aina za miundo inayohitajika ili kusasisha vile vile vya turbine zenye uhandisi wa hali ya juu, zenye umbo la wavu wa minene tofauti na jiometri kati ya ngozi za miundo ya blade ya turbine. Ngozi za blade zitaingizwa kwa kutumia mfumo wa resin thermoplastic.

Ikiwa watafaulu, timu itapunguza uzito wa blade ya turbine na gharama kwa 10% (au zaidi) na wakati wa mzunguko wa uzalishaji kwa angalau 15%.

Mbali natuzo kuu ya AMO FOAkwa miundo ya blade ya turbine ya upepo ya AM ya thermoplastic, miradi miwili ndogo pia itachunguza mbinu za juu za utengenezaji wa turbine ya upepo. Chuo Kikuu cha Jimbo la Colorado (Fort Collins) kinaongoza mradi ambao pia hutumia uchapishaji wa 3D kutengeneza composites zilizoimarishwa na nyuzi kwa miundo ya riwaya ya ndani ya upepo, naOwens Corning(Toledo, Ohio, Marekani), NREL,Kampuni ya Arkema Inc.(Mfalme wa Prussa, Pa., US), na Vestas Blades America (Brighton, Colo., US) kama washirika. Mradi wa pili, unaoongozwa na Utafiti wa GE (Niskayuna, NY, US), unaitwa AMERICA: Blade za Rota Zilizoongezwa na Zinazowezeshwa na Msimu na Bunge la Mchanganyiko wa Miundo. Kushirikiana na Utafiti wa GE niMaabara ya Kitaifa ya Oak Ridge(ORNL, Oak Ridge, Tenn., US), NREL, LM Wind Power (Kolding, Denmark) na GE Renewable Energy (Paris, Ufaransa).

Kutoka: ulimwengu wa mchanganyiko