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叶片是风机捕捉风能的核心部件之一,它直接关系到风机的整体性能和发电效益,在整个价值链中处于顶层。如果将可以节约制造成本、缩短生产时间的3D打印引入叶片生产,效果会如何?
实际上,3D打印技术此前已用于风机塔筒的制造过程中。基于在航空发动机及燃机零部件3D打印上的丰富经验,GE去年与合作伙伴开始尝试应用3D打印和高性能混凝土来制造风机塔筒。根据测算,通过将一个高度为80米的5MW风机提高至160米的高度,风电场运营商可以增加至少30%的发电量。
让风机变得更高后,更轻则是下一个追求。最近,GE与美国能源部建立合作,研究使用3D打印制造风机叶片。这个为期25个月、耗资670万美元的项目将重点研究如何通过低成本的热塑性材料和3D打印技术制造一套风机叶片的叶尖部分。完成后,GE团队及其合作伙伴——橡树岭国家实验室和美国国家可再生能源实验室将对产品的结构特性进行测试,并将三套叶尖安装到风机上。
叶尖是叶片工艺难度最大的部分,长约10~15米,其转速约为85米/秒,接近音速的1/4,能捕捉风机旋转所需能量的40%。图片来源:艾尔姆风能
对于技术创新的不断追求促使GE一直在寻求改良叶片生产制造的方式,包括将3D打印技术与热成型、自动化和热塑性材料等先进工艺结合起来。
目前,风机叶片大多是由在玻璃纤维和碳纤维中加入环氧树脂或聚酯树脂的复合材料制成的,而使用轻型热塑性复合材料和3D打印的叶片则具有多项优势,包括:
轻型叶片可以带动风机转子产生更多动力,提高风机的发电量
轻型叶片可以减轻对塔筒和轮轴的负载,减少齿轮箱、传动系统、轴承和基座的磨损,从而降低全生命周期成本
热塑性材料更方便进行拆除后的熔化和回收
在风电行业迅速发展的同时,很多退役叶片最终都被扔进了垃圾填埋场,这也带来了不容忽视的环境问题。GE可再生能源此前与环境服务公司Veolia签署了一项风机叶片回收协议。Veolia将在回收旧风机叶片后进行切碎处理,然后将其中的玻璃纤维和巴尔沙木等成分进行混合,运往水泥制造工厂,作为煤炭、沙子和粘土的替代品来生产硅酸盐水泥。这种方法可以让工业废物“变身”水泥原材料,还有助于减少水泥行业的二氧化碳排放量(点击原文了解更多:风机叶片报废后怎么办?别担心,可以回收造水泥!)。
新材料的使用和效率的提高可以实现成本节约,而规模化生产则可以进一步帮助降本。GE和其子公司艾尔姆风能计划将这项技术规模化生产,从而推向市场。
叶尖部分完成后,GE团队接下来还会将3D打印技术应用于风机叶片的其他部分。20多年前,GE开始在航空发动机中引入轻型复合材料风扇叶片。今天,通过合作伙伴的共同努力,我们正在把更先进的材料技术应用于风机叶片中,以降低风电度电成本,提高性能,并持续推动行业的绿色低碳发展。
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2024年4月2日,哈电通用燃气轮机(秦皇岛)有限公司生产的第六台9HA燃机顺利下线,并被运往深圳能源光明电源基地项目现场,本次发运机组为项目的三号机组。深圳能源光明电源基地项目建成后将为当地输送两吉瓦的电力,有效满足深圳市西部不断增长的电力负荷需求,改善深圳西部电网结构,缓解沙角电厂退
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近日,由北极星电力网、北极星风力发电网主办的“第三届风电运维技改大会”在北京举行。金风慧能解决方案中心副总监钱毅泽发表了题为《多雷冻雨气象条件下机组适应性技术探索与实践》的演讲。他指出,近年来随着持续性寒潮天气的增加,风电机组如何适应冻雨、冰雪等极端天气成为挑战。在此背景下,金风
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3月9日,贵州安顺一辆运送风力发电叶片车辆发生侧翻,叶片横躺上方高速公路致道路中断。现场人员表示:运输车在转弯时发生侧翻,叶片现场进行切割处理,所幸无人员受伤。
行稳致远谱写风电高质量发展新篇章庄琴霞中材科技党委委员、副总裁,中材叶片党委书记、董事长冬至阳生,岁回律转,时间记录着砥砺前行的足迹,岁月镌刻下拼搏奋斗的成就。2023年,是贯彻落实党的二十大精神开局之年,是实现国家“双碳”战略目标关键之年,也是中国风电行业平稳发展的向好之年。中材叶
2月27日,由明阳自主研制的MySE292海上超大型叶片在海南东方智能制造基地成功下线。该叶片适用于广东、广西、海南、浙江等广泛区域内的超一类海上区域,同时也为明阳开拓和布局国际市场奠定了坚实基础。该款叶片长143米,叶轮直径达292米,为全球已下线叶轮直径最大的风电叶片。MySE292海上超大型叶片
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日前,澳大利亚莫纳什大学的科学家团队利用了3D打印的关键组件建造了一个新系统,大大缩短了太阳能电池测试的时间。这台机器可以同时分析16个基于钙钛矿的太阳能电池样品,大大地加快了分析过程。(来源:微信公众号“OFweek太阳能光伏”)新发明意味着人们可以非常迅速地评估新化合物的性能和商业潜力
美国能源部“变革性挑战反应堆示范计划”利用橡树岭国家实验室在制造、材料、核科学、核工程、高性能计算、数据分析和相关领域的先进技术,开发3D打印核反应堆堆芯技术。(来源:微信公众号“中核智库”编译自美国“幻想新闻”网站ID:zhzk_cinie作者:王兴春哈琳)该实验室研究人员正在完善3D打印核反
据介绍,GE的可再生能源部门正在努力了解3D打印技术对可再生能源领域带来的作用。其最新的一个案例就是几周前,在西班牙的一家铸造厂,GE的可再生能源部门成功地为Haliade-X海上风力发电机组3D打印了一个55%的比例模型的风电叶片原型铸造用模具!该模具大幅缩短了从概念到完成的时间,与传统方法相比
随着新一轮工业革命兴起,应对气候变化达成全球共识,能源技术成为引领能源产业变革、实现创新驱动发展的源动力。目前,世界主要国家和地区均把能源技术视为新一轮科技革命和产业革命的突破口,从能源战略的高度制定各种能源技术规划、采取行动加快能源科技创新,以增强国际竞争力。同时,能源技术开发
近些年来科技的发展十分迅速,而科技带来的便捷体现在我们生活的方方面面。其中最大的改变就是体现在汽车方面,首先是汽车的能源从之前单一的汽油到现在的电动汽车,现在有一款采用3D打印技术制造的太阳能电动汽车。这辆高科技汽车是澳大利亚人发明的,它采用太阳能作为能源,这个能源十分环保,符合当
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能源是人类社会存在和发展的重要物质基础。随着社会的发展,煤炭、石油等不可再生资源的日益减少,开发清洁能源迫在眉睫。太阳能作为地球上最丰富的能源而备受关注。目前,太阳能电池是人们利用太阳能的一种重要方式,可将资源无限、清洁干净的太阳能转换为电能。光伏产业在过去10年中呈现40%以上的增
日前,采用金属3D打印技术研发制造出的压缩空气生产系统制冷机端盖,在我国大陆首个百万千瓦级大型商业核电站大亚湾核电站实现工程示范应用。这标志着中广核开展的3D打印技术在核电站备件及零部件制造、维修过程中的关键技术研究取得突破性进展!核电领域的部分设备结构复杂,运转环境苛刻,对机械性能
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