Победителем мирового конкурса «зеленого» дизайна стал проект ветряной турбины
Исследователи из Национальной лаборатории Министерства энергетики в Ок-Ридже недавно были удостоены престижной награды ACE Award for Composites Excellence от Американской ассоциации производителей композитов. Команда победила в номинации «Инновации в области экологичного композитного дизайна» за создание полностью перерабатываемого, легкого наконечника лопасти ветряной турбины, в котором используется недорогое углеродное волокно и проводящее покрытие для усиления защиты от ударов молнии, сообщила национальная лаборатория Ок-Ридж.
Награда присуждается композитным изделиям, которые демонстрируют наибольшие инновации в области снижения воздействия на окружающую среду или продления срока службы. Победители ACE были объявлены на десятой ежегодной выставке Composites and Advanced Materials Expo, или CAMX, в Сан-Диего.
«Мы изготовили лопасть из недорогого углеродного волокна ORNL, обработали ее разработанным нами проводящим покрытием и спроектировали ее таким образом, чтобы она на 100% подлежала переработке», — сказал исследователь Випин Кумар (Vipin Kumar) из ORNL, возглавлявший проект.
Наконечник ветряной лопасти и его недорогое углеродное волокно были созданы в Технологическом центре углеродного волокна Министерства энергетики США. Сочетание перерабатываемой термореактивной эпоксидной смолы с несколькими слоями углеродного и стеклянного волокна делает лопасть на 41% легче, что повышает эффективность улавливания энергии для выработки электричества. После обычного срока службы лопасти турбины, ткани, входящие в ее состав, могут быть полностью восстановлены, оставляя лишь полимерный остаток, который может быть использован в новых изделиях.
«Этот проект — еще один фантастический пример новаторского мышления, которое мы применяем в исследованиях композитов, — сказал Яром Польский, директор Отдела производственных наук ORNL. — Относительно простой подход к расщеплению и сбору смолы для повторного использования, при этом волокна остаются практически нетронутыми, решает многие из существующих проблем, связанных с переработкой лопастей, изготовленных традиционным способом».
Чтобы легко интегрировать технологию в существующие производственные процессы, исследователи использовали стандартное для отрасли оборудование и методы, демонстрируя путь к еще большей устойчивости ветровой промышленности. Исследователи разработали окончательное проводящее покрытие, добавляемое на внешнюю поверхность лопасти, которое делает ее более устойчивой к повреждениям от удара молнии.
«Этот проект демонстрирует универсальность и потенциал нашего недорогого углеродного волокна для поддержки циркулярной экономики, в данном случае помогая соединить улучшенные характеристики лопастей турбин с экологическими преимуществами ветроэнергетики», — сказал Мерлин Теодор, возглавляющий группу Advanced Fiber Manufacturing в ORNL, которая принимала участие в проекте.
Теодор добавил, что инновационные идеи удалось воплотить в жизнь только благодаря совместным усилиям технических специалистов, аспирантов и квалифицированных научных работников. Субхабрата Саха выступал в качестве технического руководителя проектной группы ORNL, в которую также входили Властимил Кунц, Ахмед Араби Хассен, Джош Крэбтри, Гэри Вэнс, Джейк Хелтон, Декстер Нельсон и Джулиан Шаррон. Проект финансировался Управлением перспективных материалов и производственных технологий при Управлении по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США.
Для Кумара это уже седьмая награда CAMX. В 2022 году под руководством исследователей ORNL он получил главную награду Combined Strength Award за технологию компрессионного формования при аддитивном производстве, которая впоследствии была лицензирована компанией Orbital Composites. Кумар также был членом группы под руководством Халила Текиналпа, которая получила награду «Выдающийся технический доклад» на выставке в этом году за «Разработку системы мультиплексирования экструзии для увеличения производительности, точности потока и улучшения микроструктуры».
Ранее сообщалось, что Узбекистан сделал ставку на электромобили в качестве движущей силы «зеленого» перехода. Самая густонаселенная страна Центральной Азии использует ископаемое топливо для производства электроэнергии. Но в ближайшие несколько лет Узбекистан планирует сократить выбросы углекислого газа в атмосферу.
