lajme

Printimi 3D i teheve termoplastike mundëson saldimin termik dhe përmirëson riciklimin, duke ofruar potencialin për të reduktuar peshën dhe koston e tehut të turbinës me të paktën 10%, dhe kohën e ciklit të prodhimit me 15%.

Një ekip studiuesish të Laboratorit Kombëtar të Energjisë së Rinovueshme (NREL, Golden, Colo., SHBA), të udhëhequr nga inxhinieri i lartë i teknologjisë së erës, Derek Berry, po vazhdojnë të avancojnë teknikat e tyre të reja për të prodhuar fletë të avancuara të turbinave me erë ngaduke e çuar më tej kombinimin e tyree termoplastikës së riciklueshme dhe prodhimit të aditivëve (AM). Përparimi u bë i mundur nga financimi nga Zyra e Përparuar e Prodhimit e Departamentit të Energjisë së SHBA - çmime të krijuara për të stimuluar inovacionin teknologjik, për të përmirësuar produktivitetin energjetik të prodhimit amerikan dhe për të mundësuar prodhimin e produkteve të fundit.

Sot, shumica e teheve të turbinave me erë të shkallës së përdorimit kanë të njëjtin dizajn gome molusku: dy lëkura tehësh me tekstil me fije qelqi janë të lidhura së bashku me ngjitës dhe përdorin një ose disa komponentë ngurtësues të përbërë të quajtur rrjeta prerëse, një proces i optimizuar për efikasitet gjatë 25 viteve të fundit. Megjithatë, për t'i bërë fletët e turbinave me erë më të lehta, më të gjata, më pak të shtrenjta dhe më efikase në kapjen e energjisë së erës – përmirësime kritike për qëllimin e uljes së emetimeve të gazeve serrë pjesërisht duke rritur prodhimin e energjisë së erës – studiuesit duhet të rimendojnë tërësisht guaskën konvencionale, diçka që është fokusi kryesor i ekipit NREL.

Për të filluar, ekipi NREL po fokusohet në materialin e matricës së rrëshirës. Modelet aktuale mbështeten në sistemet e rrëshirës termoset si epoksitë, poliesterët dhe vinil esterët, polimere që, pasi të jenë të ngurtësuara, ndërlidhen si ferrat.

“Pasi të prodhoni një teh me një sistem rrëshirë termoset, nuk mund ta ndryshoni procesin,” thotë Berry. “Kjo [gjithashtu] e bën tehunvështirë për t'u ricikluar.”

Duke punuar meInstituti për Inovacionin e Avancuar të Prodhimit të Kompoziteve(IACMI, Knoxville, Tenn., SHBA) në objektin e NREL për Edukimin dhe Teknologjinë e Prodhimit të Përbërësve (CoMET), ekipi shumë-institucional zhvilloi sisteme që përdorin termoplastikë, të cilat, ndryshe nga materialet termoset, mund të nxehen për të ndarë polimerët origjinalë, duke mundësuar përfundimin riciklimi i jetës (EOL).

Pjesët e tehut termoplastikë mund të bashkohen gjithashtu duke përdorur një proces saldimi termik që mund të eliminojë nevojën për ngjitës - shpesh materiale të rënda dhe të shtrenjta - duke rritur më tej riciklueshmërinë e tehut.

"Me dy përbërës teh termoplastikë, ju keni aftësinë t'i bashkoni ato dhe, nëpërmjet aplikimit të nxehtësisë dhe presionit, t'i bashkoni," thotë Berry. "Ju nuk mund ta bëni këtë me materialet termoset."

Duke ecur përpara, NREL, së bashku me partnerët e projektitKompozitat TPI(Scottsdale, Ariz., SHBA), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, SHBA),Makineri Ingersoll(Rockford, Ill., SHBA), Universiteti Vanderbilt (Knoxville) dhe IACMI, do të zhvillojnë struktura inovative të bërthamës së tehut për të mundësuar prodhimin me kosto efikase të teheve me performancë të lartë, shumë të gjata - mbi 100 metra në gjatësi - që janë relativisht të ulëta peshë.

Duke përdorur printimin 3D, ekipi hulumtues thotë se mund të prodhojë llojet e modeleve të nevojshme për të modernizuar tehët e turbinës me bërthama strukturore në formë rrjete shumë të projektuara, me densitet dhe gjeometri të ndryshme midis lëkurave strukturore të tehut të turbinës. Lëkurat e tehut do të injektohen duke përdorur një sistem rrëshirë termoplastike.

Nëse ata kanë sukses, ekipi do të zvogëlojë peshën dhe koston e tehut të turbinës me 10% (ose më shumë) dhe kohën e ciklit të prodhimit me të paktën 15%.

Përveç tëçmimi kryesor AMO FOApër strukturat e tehut të turbinave me erë termoplastike AM, dy projekte subgrante do të eksplorojnë gjithashtu teknika të avancuara të prodhimit të turbinave me erë. Universiteti Shtetëror i Kolorados (Fort Collins) po udhëheq një projekt që përdor gjithashtu printimin 3D për të bërë kompozita të përforcuara me fibra për struktura të reja të brendshme të tehut të erës, meOwens Corning(Toledo, Ohio, SHBA), NREL,Arkema Inc.(King of Prussa, Pa., US), dhe Vestas Blades America (Brighton, Colo., US) si partnerë. Projekti i dytë, i udhëhequr nga GE Research (Niskayuna, NY, SHBA), quhet AMERICA: Blades Rotor Aditive and Modular-Enabled and Integrated Composites Asambleja. Partneriteti me GE Research janëLaboratori Kombëtar Oak Ridge(ORNL, Oak Ridge, Tenn., SHBA), NREL, LM Wind Power (Kolding, Danimarkë) dhe GE Renewable Energy (Paris, Francë).

Nga: compositesworld