风电发展收获新材料助力

在可再生能源中,风能因其日趋成熟的应用技术以及在全球范围内的高利用率,被认为是最具潜力的可再生能源之一。同时,风能资源可在世界范围内被源源不断地获取。得益于此,全球风电产能正快速发展,每年呈两位数增长。

尽管如此,风电的发展仍然需要突破成本限制,如以更低的成本生产风力涡轮机。在低成本制造之外,涡轮机一旦投入使用,还应持久耐用,且能满足低成本维护的要求。对于暴露在极端环境下的海上涡轮机来说更是如此。

科思创作为全球最大的聚合物生产公司之一,正在依托其可持续的创新材料解决方案推进这一目标的实现。

科思创位于丹麦奥特鲁普的技术中心,正竭力为全球风力发电活动提供技术支持。科思创的可持续创新材料解决方案不仅能提升风力涡轮机的生产效率,还能延长陆地及海上风电场的使用寿命。“我们的目标是,用具有创造性的甚至是意想不到的解决方案来创造更美好的世界。发电正是我们实现目标的方式之一。”科思创全球风电项目负责人吉姆·克劳森强调,可再生能源发电是科思创可持续发展理念的重要组成部分。

在10月下旬于德国杜塞尔多夫举办的K2016塑料行业展上,科思创将展示其最新技术。其中就包括了一项应用于风力发电涡轮机叶片的低成本制造方案的灌注树脂。据了解,这种树脂由增强的玻璃纤维经过高效的生产工艺制成,在保持优异的机械性能的同时,可缩短生产周期。

该制造流程中,转动叶片的一半部分通过高效真空灌注工艺进行制造,这一过程需将核心材料与玻璃纤维布置入模具,再用薄膜将其完全密闭。一旦形成真空环境,即可引入液体树脂,开始灌注过程。由于采用了真空工艺,生产流程被大大缩短,在节省时间的同时,还能有效避免凹坑的产生。

科思创与HüBERS公司联手,研发了一种专门针对聚氨酯的优化工艺技术。与环氧树脂相比,聚氨酯的流动性更好,能够更好地浸透玻璃纤维,增强材料。模具加热后固化过程随之开始,这一过程比使用环氧树脂更加快速。“这能为制造商带来明显的成本优势。”克劳森说道,“毕竟,要新建一台风力涡轮机,涡轮叶片的生产成本约占四分之一。”

近期,科思创成功制成中国首个大型聚氨酯涡轮叶片。这套叶片由科思创、HüBERS和重庆国际复合材料公司联合在上海玻璃钢研究院制造完成,其全长37.5米,输出功率可达1.5兆瓦。这充分证明了该树脂材料可用于工业生产。未来,科思创计划与工业合作伙伴携手,生产更多的样品。

公司还研发出一种省时、经济的钢塔和叶片涂层解决方案。与传统工艺相比,该技术可减少涂层的数量,还可加快涂层固化的速度,从而进一步缩短风力涡轮机的生产周期,降低制造成本。同时,与传统工艺一样,新工艺能提供长久的防腐蚀保护。这也是制造出耐用且维护频率低的涡轮机,实现风能低成本利用的前提。

在暴风天气下,即使是从90米高处落下的雨滴,也能产生如子弹一般的破坏效果,其对叶片尖端的损伤极大。海上涡轮机还面临海水腐蚀的难题。对此,聚氨酸酯涂层都能提供良好的保护。同时因该涂层的溶剂用量较少,为行业树立了绿色标竿。

海上维护工作往往意味着巨大的开销,海底电缆因始终暴露在强流环境下,极易受到破坏。科思创研发的特殊的弹性体材料,为海底电缆提供了长期稳定的保护。这种保护材料具有优异的抗冲击强度和耐腐蚀性能。与钢筋和混凝土不同的是,这种材料不需要进一步加工,在建造海上风电场时可大幅节省时间和成本。欧洲领先的海底电缆制造商TekmarEnergy把科思创定为中国海上风电场项目的独家供应商。双方签订了合作协议,以满足中国市场日益增长的需求。

科思创开发了一种省时、经济的钢塔和转子叶片涂层方法。与传统工艺相比,新技术可减少涂层数量,还可加快涂层固化的速度。

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