재활용 가능한 재료로 풍력 블레이드 3D 프린팅 기술 개발 VIDEO: NREL makes wind power cleaner with recyclable turbine blades
블레이드 무게와 비용 10% 절감
제작 시간 15% 이상 단축
NREL은 재활용 가능한 터빈 블레이드를 통해 풍력을 더욱 깨끗하게 만들어 준다
NREL 3D 재활용 열가소성 플라스틱으로 13미터 터빈 블레이드 프린팅
석탄, 석유, 가스에 비해 풍력은 더 깨끗한 형태의 에너지 발생을 제안한다. 하지만 기반시설을 용도변경하거나 재활용할 수 없다면 얼마나 깨끗한가? 국립 재생 에너지 연구소(NREL)의 연구원들이 여기에 모인다. 선임 풍력 기술 엔지니어 데릭 베리가 이끄는 미국 팀은 수명이 다한 재활용을 가능하게 하고 비용 효율성을 개선하기 위해 열가소성 플라스틱으로 13미터 길이의 풍력 터빈 블레이드를 3D 프린팅했다.
오늘날 대부분의 유틸리티 규모의 풍력 터빈 블레이드는 동일한 디자인을 가지고 있다. 두 개의 섬유 유리 블레이드 스킨이 접착제로 결합되고 전단 거미줄이라고 불리는 하나 또는 여러 복합 강화 구성 요소를 사용한다. 이 제조 공정은 지난 25년 동안 효율성에 최적화되었지만 실제로는 거의 변하지 않았다'라고 NREL은 설명한다.
열가소성 플라스틱 V 보온 세트
풍력 산업을 혁신하기 위해, 연구원들은 수지 매트릭스 재료에 촛점을 맞추고 있다. 현재의 디자인은 에폭시, 폴리에스터, 비닐에스터와 같은 열 수지 시스템에 의존하며, 일단 경화되면 다시 성형하거나 모양을 바꿀 수 없는 중합체이다.
"일단 열 수지 시스템으로 날을 만들면, 그 재생이 불가능하다."라고 데릭 베리는 말한다. '그것은 블레이드를 재활용하기 어렵게 만든다.'
열가소성 플라스틱은 보온성 물질과는 달리 원래의 중합체를 분리하기 위해 가열될 수 있으며 재활용이 용이하다. 열가소성 블레이드 부품은 접착제의 필요성을 제거하여 블레이드 재활용성을 더욱 향상시킬 수 있는 열 용접 공정을 사용하여 결합할 수도 있다.
"두 개의 열가소성 플라스틱 블레이드 구성품을 사용하여 열과 압력을 가하여 결합할 수 있다." 베리는 계속합니다. '보온성 물질로는 그렇게 할 수 없다.'
NREL의 다음 단계는 블레이드 길이를 100미터 이상으로 늘리는 것이다. 3D 프린팅은 팀이 고성능, 비교적 가볍고 비용 효율적인 혁신적인 블레이드 코어 구조를 개발하는 데 도움이 될 것이다. 성공적인 경우, NREL은 블레이드 무게와 비용을 10% 절감하고 생산 주기 시간을 15% 이상 줄일 수 있을 것이라고 말한다.
NREL은 복합 제조 교육 및 기술(CoMET) 시설에서 연구를 수행하고 있다.
황기철 콘페이퍼 에디터
Ki Chul Hwang Conpaper editor
(Source:
https://www.designboom.com/technology/nrel-3d-printed-recyclable-turbine-blades-11-11-2021/)
An Inside Look at NREL’s Composites Manufacturing Education and Technology Facility (CoMET)
