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風(fēng)機(jī)葉片由于采用玻纖復(fù)合材料,回收技術(shù)難、成本高,目前尚無可規(guī)?;睦硐牖厥辗绞?。簡單的堆放、填埋和焚燒的處理方式,不符合環(huán)保和資源化利用的要求;而包括綜合利用、機(jī)械粉碎法、熱解法、化學(xué)降解法和能量獲取法等在內(nèi)的多條技術(shù)路線,由于市場規(guī)模小、回收綜合利用價值低,尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
因此,風(fēng)機(jī)葉片高值化再生技術(shù)的匱乏,以及再生后物料難以大規(guī)模消納,一直是制約葉片再生產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。
葉片固廢3D打印技術(shù)的應(yīng)用,有望打破這種僵局3D打印技術(shù),本質(zhì)上屬于一種增材制造工藝,設(shè)計師將數(shù)字化設(shè)計模型輸入3D打印機(jī)中,轉(zhuǎn)化為打印指令,機(jī)器就會按照設(shè)計要求,將打印材料一層層疊加成特定形狀的部件。
將風(fēng)機(jī)葉片的粉碎顆粒添加到打印材料中,其技術(shù)難點(diǎn)就在于,如何在保證打印成品達(dá)到特定強(qiáng)度的前提下,大限度地增加葉片固廢的添加比例。
老舊風(fēng)機(jī)的改造也成為積極嘗試的解決方式。部分退役的風(fēng)機(jī)葉片經(jīng)過簡單處理后,可以作為公園、藝術(shù)館、公共設(shè)施的構(gòu)筑物。部分企業(yè)通過增加投資的方式延長風(fēng)電場壽命,而隨著風(fēng)電制造技術(shù)不斷更新?lián)Q代,未來新建的風(fēng)電場壽命很可能將提高至30年及以上,部分風(fēng)電開發(fā)商甚至已開始尋求將風(fēng)電場壽命提升至40年左右。
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在我國,2018年報廢風(fēng)電葉片總計約5700噸,而到2022年預(yù)計將超過5.9萬噸。從我國風(fēng)電機(jī)組服役年限來看,到2025年左右,我國將迎來一大波風(fēng)電葉片報廢潮。到2030年,我國將有超過3萬臺風(fēng)電機(jī)組面臨換新,而到2035年這一數(shù)字將超過9萬臺。
處理報廢葉片的傳統(tǒng)方式是露天堆放、填埋或焚燒,但這一方式存在粉塵、碳排放等污染問題。為了更加環(huán)保地解決這一問題,業(yè)內(nèi)已經(jīng)做出了多種嘗試。
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葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的部件之一,占風(fēng)機(jī)成本的20%~30%,所用的復(fù)合材料既有較輕的重量,也有較高的強(qiáng)度,還具有抗腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異性能。
風(fēng)機(jī)廠商在葉片外殼上通常采用玻璃纖維增強(qiáng)樹脂,葉尖、葉片主梁則采用強(qiáng)度更高的碳纖維。這些復(fù)合材料結(jié)構(gòu)極其堅固,而且空氣動力性好,可以使葉片更輕、更長,讓風(fēng)機(jī)吸收更多的風(fēng)能。
熱固性樹脂在葉片中占比超三成,相當(dāng)于混凝土建筑中的填充物,碳纖維、玻璃纖維等材料則相當(dāng)于混凝土中的鋼筋,占比約七成。
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