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通用電氣獲400萬美元資助研制織物風電葉片

2012-12-20 來源:中國科學報 瀏覽數:623

  據國外媒體報道,通用電氣公司正在考慮采用新的設計和材料,以織物風力發電機葉片取代目前堅硬的玻璃纖維葉片,從而大幅度降低風力發電機成本。近日,該項目得到美國能源部高級研究計劃署給予的400萬美元資助,若項目成功,則可將風力發電機葉片成本降低40%。
  降低風力發電成本的途徑之一是建造更大的風力發電機。不過,通用電氣工程師溫迪·林指出,葉片變大后制造成本也隨之上升,會部分抵消大風力發電機的優勢。“我們認為必須從根本上改變風力發電機制造方法,以降低系統本。”
  通用電氣研制的織物與目前的建筑物(如丹佛機場屋頂)及滑翔機所用的耐用織物有很大不同。這些項目用的是聚酯材料,用于風力發電機還不夠堅固,而通用電氣計劃使用的是玻璃基織物。
  實際上,目前的風力發電機玻璃纖維葉片就始于玻璃布,通過融合硬塑料樹脂,織物葉片就會變得更加堅硬。而通用電氣則計劃使用一種軟橡膠樹脂,以使織物保持一定韌度。這種韌度使得它比堅硬的玻璃纖維更為柔韌,更省材料,從而降低了材料成本和重量。
  新型葉片需要設計類似于機翼翼梁和翼肋的框架,將織物包在框架上,這種結構的生產成本將遠低于玻璃纖維葉片。因為后者骨架十分巨大,工人們要走到里面安裝各層玻璃纖維,這種勞動密集型工藝出錯幾率很高,所以需要高技能工人操作,也就拉升了人工成本。而新型葉片不需要巨大、昂貴的骨架,生產更為自動化。
  如果通用電氣能把葉片成本降低40%,那么風力發電機整體成本就將降低10%。織物葉片帶來的效益不僅是降低成本,它還能帶來新的設計,比如設計能改變形狀、適應風況變化的葉片。過去,運輸又長又寬的葉片十分困難,而新的生產工藝將消除對葉片尺寸的限制,從而有可能建造更大的風力發電機。通用電氣稱,葉片最終將在現場而不是在工廠組裝。
  利用美國能源部高級研究計劃署項目,通用電氣計劃研究將織物固定在框架上的方法等,確定葉片的最佳生產工藝。溫迪·林說:“此項工作不會像在公園散步那么輕松,我們已經預計到存在的風險。”

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