风机知识

什么是“可再生”的风机叶片?

2020-08-03 14:25:10 九洲普惠 1

  清洁能源行业面临一个障碍:它产生的电力是可再生的,但它使用的基础设施远“非可再生的”。其中风机叶片作为消耗品,无疑成了清洁能源的障碍之一。

  在过去的十年里,复合材料的进步使得制造大型涡轮叶片成为现实,其中一些叶片比波音747的翼展还要长。随着生产叶片数量增加,运输它们的成本也随之增加。当风电场需要更换老化的叶片时,让它们躺在地上通常会更经济。

  这种浪费困扰着绿色技术的倡导者,这种现象也不局限于风力发电产业。分布式电源和微电网需要依靠难以回收的电池,太阳能发电站使用的电池板虽然可以回收利用,但实际操作起来也是比较困难的。

风机风电资源

  美国国家可再生能源实验室(NREL)负责人马丁·凯勒认为,如果绿色技术要达到要求,那么这种矛盾就不应再继续下去。为了解决这些问题,他正在重塑有影响力的联邦研究实验室。“可回收使用的能源材料应当成为设计的一部分,这是朝着循环经济迈出的重要一步——一个消除了废物、材料被一次又一次使用的世界。”凯勒说。

  自1970年成立以来,NREL一直在全球范围内推广使用太阳能、微电网、钙钛矿、生物质和其他绿色技术。事实上,NREL对复合材料的研究推动了如今被丢弃在野外的巨型涡轮机叶片的再次使用。

  现在经过多次改良的风机叶片,已经变得更轻更强,可以有效地捕捉能量,但依旧不能实现回收使用。为了解决这个问题,NREL正在研究替代材料,一个有潜力的想法是用热塑性塑料制作叶片,热塑性塑料可以在加热时成型,但冷却时会变硬。热塑性叶片可以在现场制造,并在寿命结束时融化、重新利用。

可再生可循环资源

  在NREL庞大的研究组合中,塑料的再利用和再循环功能非常强大。“瓶子里的塑料是一种复杂的分子,为什么我们不能把它切成碎片,然后再造一个同样的瓶子?”凯勒说。NREL高级研究员格雷格·贝克汉姆正试图做到这一点,他专注于生物回收。用PET制成的一次性塑料,通常会被破碎成小块,然后融化制成新的PET。但这种二次制成的材料性能已经退化了,也不值钱。

  贝克汉姆与一组国际合作者一起创造了一种能分解PET的更高效的合成酶。最初的酶来自于最近在日本一家回收工厂周围土壤中发现的细菌,这是已知的第一种降解塑料的细菌。但是这种酶不能很快分解PET,也不能规模化应用。该团队无意中设计出的加强酶,工作速度更快、效率更高,酶解构过程允许生产出更强大的复合材料。贝克汉姆已经证明了这种酶的可行性,但还需要证明这种酶能否实现规模化的应用。

  转向循环经济可能需要很长时间,政府、科学家和企业需要加强合作,加快这一进程。凯勒表示:“未来五到十年将是这些新商业模式生产的关键,回收技术仍处于发展的早期阶段,有巨大的潜力。”中国更加需要推动这些,大力发展可循环经济。



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