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