NREL, Arkema Research recycelbare, thermoplastische Verbundwerkstoff-Windturbinenblätter

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Forscher des National Renewable Energy Laboratory (NREL, Golden, Colorado, USA) des US-Energieministeriums (NREL, Golden, Colorado, USA) haben kürzlich in Zusammenarbeit mit Arkema Inc. (König von Preußen, Pennsylvania, USA) das Ziel verfolgt, wiederverwertbare Windturbinenblätter zu entwickeln. die Machbarkeit eines thermoplastischen Harzes und haben seine strukturelle Integrität an einer bei NREL hergestellten thermoplastischen Verbundschaufel validiert.

NREL hat auch die Entwicklung eines technoökonomischen Modells angekündigt, um die Kostenvorteile der Verwendung eines thermoplastischen Harzes in Schaufeln zu untersuchen. Laut NREL würde die Herstellung von Windturbinenblättern mit thermoplastischen Harzen im Gegensatz zu herkömmlichen duroplastischen Harzen wie Epoxid Turbinenblätter besser recycelbar machen und auch längere, leichtere und kostengünstigere Blätter ermöglichen – die niedrigeren Kosten resultieren aus der Fähigkeit, härten das thermoplastische Harz von NREL bei Raumtemperatur aus, wodurch die damit verbundenen Prozess- und Arbeitskosten entfallen. Die Forscher stellten fest, dass das neue Verfahren die Herstellung von Klingen um etwa 5 % günstiger machen könnte.

NREL ist die Heimat der Composites Manufacturing Education and Technology (CoMET) Facility auf dem Flatirons Campus in der Nähe von Boulder, Colorado. Dort konstruieren, fertigen und testen die Forscher Verbundturbinenschaufeln. Sie haben zuvor die Machbarkeit des thermoplastischen Harzsystems durch die Herstellung eines 9-Meter-Windturbinenblatts aus Verbundwerkstoff demonstriert. Sie folgten dieser Demonstration durch die Herstellung und strukturelle Validierung einer 13 Meter langen thermoplastischen Verbundklinge im Vergleich zu einer nahezu identischen duroplastischen Klinge. Diese Arbeit, gepaart mit Arbeiten von Arkema und anderen Partnern des Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation (IACMI, Knoxville, Tennessee, USA), zeigte die Vorteile einer Abkehr vom Duroplastsystem. Das thermoplastische Harz könnte es Herstellern auch ermöglichen, Klingen vor Ort zu bauen, sagt NREL, was ein Problem verringert, mit dem die Branche konfrontiert ist, da sie zu größeren und längeren Klingen tendiert.

„Bei duroplastischen Harzsystemen ist es fast so, als würde man ein Ei braten. Das kann man nicht rückgängig machen“, sagt Derek Berry, leitender Ingenieur bei NREL. „Aber mit einem thermoplastischen Harzsystem kann man eine Klinge daraus machen. Sie erhitzen es auf eine bestimmte Temperatur und es schmilzt wieder. Sie können das flüssige Harz zurückbekommen und es wiederverwenden.“ Berry ist Co-Autor eines neuen Artikels mit dem Titel „Structural Comparison of a Thermoplastic Composite Wind Turbine Blade and a Duroplast Composite Wind Turbine Blade“, der in der Zeitschrift Renewable Energy . erscheint .