समाचार

थर्मोप्लास्टिक ब्लेड की 3डी प्रिंटिंग थर्मल वेल्डिंग को सक्षम बनाती है और पुनर्चक्रण क्षमता में सुधार करती है, जिससे टरबाइन ब्लेड के वजन और लागत को कम से कम 10% और उत्पादन चक्र समय को 15% तक कम करने की क्षमता मिलती है।

एनआरईएल के वरिष्ठ पवन प्रौद्योगिकी इंजीनियर डेरेक बेरी के नेतृत्व में राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल, गोल्डन, कोलो., यूएस) के शोधकर्ताओं की एक टीम उन्नत पवन टरबाइन ब्लेड बनाने के लिए अपनी नवीन तकनीकों को आगे बढ़ा रही है।उनके संयोजन को आगे बढ़ानापुनर्चक्रण योग्य थर्मोप्लास्टिक्स और एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (एएम)।यह प्रगति अमेरिकी ऊर्जा विभाग के उन्नत विनिर्माण कार्यालय से वित्त पोषण द्वारा संभव हुई - प्रौद्योगिकी नवाचार को प्रोत्साहित करने, अमेरिकी विनिर्माण की ऊर्जा उत्पादकता में सुधार करने और अत्याधुनिक उत्पादों के निर्माण को सक्षम करने के लिए डिज़ाइन किए गए पुरस्कार।

आज, अधिकांश उपयोगिता-पैमाने वाले पवन टरबाइन ब्लेड में एक ही क्लैमशेल डिज़ाइन होता है: दो फाइबरग्लास ब्लेड की खाल को चिपकने के साथ एक साथ बांधा जाता है और एक या कई मिश्रित सख्त घटकों का उपयोग किया जाता है जिन्हें कतरनी वेब कहा जाता है, जो पिछले 25 वर्षों में दक्षता के लिए अनुकूलित प्रक्रिया है।हालाँकि, पवन टरबाइन ब्लेड को हल्का, लंबा, कम खर्चीला और पवन ऊर्जा प्राप्त करने में अधिक कुशल बनाने के लिए - पवन ऊर्जा उत्पादन में वृद्धि करके ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में कटौती के लक्ष्य के लिए महत्वपूर्ण सुधार - शोधकर्ताओं को पारंपरिक क्लैमशेल पर पूरी तरह से पुनर्विचार करना चाहिए, कुछ ऐसा जो एनआरईएल टीम का प्राथमिक फोकस।

शुरुआत के लिए, एनआरईएल टीम रेजिन मैट्रिक्स सामग्री पर ध्यान केंद्रित कर रही है।वर्तमान डिज़ाइन एपॉक्सीज़, पॉलिएस्टर और विनाइल एस्टर, पॉलिमर जैसे थर्मोसेट राल सिस्टम पर निर्भर करते हैं, जो एक बार ठीक हो जाने पर ब्रैम्बल्स की तरह क्रॉस-लिंक हो जाते हैं।

बेरी कहते हैं, "एक बार जब आप थर्मोसेट रेजिन सिस्टम के साथ ब्लेड का उत्पादन कर लेते हैं, तो आप प्रक्रिया को उलट नहीं सकते।"“वह [भी] ब्लेड बनाता हैरीसायकल करना कठिन।”

के साथ काम करनाउन्नत कंपोजिट विनिर्माण नवाचार संस्थान(आईएसीएमआई, नॉक्सविले, टेनेसी, यूएस) एनआरईएल की कंपोजिट मैन्युफैक्चरिंग एजुकेशन एंड टेक्नोलॉजी (सीओएमईटी) सुविधा में, बहु-संस्था टीम ने ऐसे सिस्टम विकसित किए जो थर्मोप्लास्टिक्स का उपयोग करते हैं, जो थर्मोसेट सामग्री के विपरीत, मूल पॉलिमर को अलग करने के लिए गर्म किया जा सकता है, जिससे अंत को सक्षम किया जा सके। -ऑफ-लाइफ (ईओएल) पुनर्चक्रण क्षमता।

थर्मोप्लास्टिक ब्लेड भागों को थर्मल वेल्डिंग प्रक्रिया का उपयोग करके भी जोड़ा जा सकता है जो चिपकने वाले पदार्थों की आवश्यकता को समाप्त कर सकता है - अक्सर भारी और महंगी सामग्री - ब्लेड की पुनर्चक्रण क्षमता को और बढ़ाता है।

बेरी कहते हैं, "दो थर्मोप्लास्टिक ब्लेड घटकों के साथ, आपके पास उन्हें एक साथ लाने और गर्मी और दबाव के माध्यम से उन्हें जोड़ने की क्षमता है।""आप थर्मोसेट सामग्री के साथ ऐसा नहीं कर सकते।"

आगे बढ़ते हुए, एनआरईएल, परियोजना भागीदारों के साथटीपीआई कंपोजिट(स्कॉट्सडेल, एरिज़ोना, यूएस), एडिटिव इंजीनियरिंग सॉल्यूशंस (एक्रोन, ओहियो, यूएस),इंगरसोल मशीन टूल्स(रॉकफोर्ड, इलिनोइस, यूएस), वेंडरबिल्ट यूनिवर्सिटी (नॉक्सविले) और आईएसीएमआई, उच्च प्रदर्शन वाले, बहुत लंबे ब्लेड - जिनकी लंबाई 100 मीटर से अधिक है - के लागत-कुशल उत्पादन को सक्षम करने के लिए अभिनव ब्लेड कोर संरचनाएं विकसित करेंगे, जो अपेक्षाकृत कम हैं। वज़न।

3डी प्रिंटिंग का उपयोग करके, अनुसंधान टीम का कहना है कि यह टरबाइन ब्लेड की संरचनात्मक खाल के बीच अलग-अलग घनत्व और ज्यामिति के उच्च इंजीनियर, नेट-आकार वाले संरचनात्मक कोर के साथ टरबाइन ब्लेड को आधुनिक बनाने के लिए आवश्यक प्रकार के डिज़ाइन का उत्पादन कर सकता है।ब्लेड की खाल को थर्मोप्लास्टिक रेजिन प्रणाली का उपयोग करके संक्रमित किया जाएगा।

यदि वे सफल होते हैं, तो टीम टरबाइन ब्लेड के वजन और लागत को 10% (या अधिक) और उत्पादन चक्र के समय को कम से कम 15% कम कर देगी।

निम्न के अलावाप्राइम एएमओ एफओए पुरस्कारएएम थर्मोप्लास्टिक पवन टरबाइन ब्लेड संरचनाओं के लिए, दो उपअनुदान परियोजनाएं उन्नत पवन टरबाइन निर्माण तकनीकों का भी पता लगाएंगी।कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी (फोर्ट कॉलिन्स) एक ऐसी परियोजना का नेतृत्व कर रही है जो नवीन आंतरिक पवन ब्लेड संरचनाओं के लिए फाइबर-प्रबलित कंपोजिट बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग का भी उपयोग करती है।ओवेन्स कॉर्निंग(टोलेडो, ओहियो, यूएस), एनआरईएल,अर्केमा इंक.(किंग ऑफ प्रूसा, पीए., यूएस), और वेस्टास ब्लेड्स अमेरिका (ब्राइटन, कोलो., यूएस) भागीदार के रूप में।जीई रिसर्च (निस्कायुना, एनवाई, यूएस) के नेतृत्व में दूसरी परियोजना को अमेरिका: एडिटिव और मॉड्यूलर-सक्षम रोटर ब्लेड और इंटीग्रेटेड कंपोजिट असेंबली नाम दिया गया है।जीई रिसर्च के साथ साझेदारी कर रहे हैंओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला(ओआरएनएल, ओक रिज, टेन्न., यूएस), एनआरईएल, एलएम विंड पावर (कोल्डिंग, डेनमार्क) और जीई रिन्यूएबल एनर्जी (पेरिस, फ्रांस)।

प्रेषक: कंपोजिट्सवर्ल्ड