NREL, Arkema onderzoek recyclebare, thermoplastische composiet windturbinebladen

Met het oog op recyclebare windturbinebladen hebben onderzoekers van het National Renewable Energy Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie (NREL, Golden, Colo., VS), in samenwerking met Arkema Inc. (King of Prussia, Pa., VS), onlangs aangetoond dat de haalbaarheid van een thermoplastische hars, en hebben de structurele integriteit ervan gevalideerd op een mes van thermoplastisch composiet vervaardigd bij NREL.

NREL heeft ook de ontwikkeling aangekondigd van een techno-economisch model om de kostenvoordelen te onderzoeken van het gebruik van een thermoplastische hars in bladen. Volgens NREL zou de productie van windturbinebladen met thermoplastische harsen, in tegenstelling tot conventionele thermohardende harsen zoals epoxy, turbinebladen beter recyclebaar maken en ook langere, lichtere en goedkopere bladen mogelijk maken - de lagere kosten die voortvloeien uit het vermogen om hard NREL's thermoplastische hars uit bij kamertemperatuur, waardoor de bijbehorende proces- en arbeidskosten worden vermeden. Het nieuwe proces, zo stelden de onderzoekers vast, zou bladen ongeveer 5% goedkoper kunnen maken om te maken.

NREL is de thuisbasis van de Composites Manufacturing Education and Technology (CoMET) Facility op de Flatirons Campus in de buurt van Boulder, Colorado. Daar ontwerpen, vervaardigen en testen onderzoekers samengestelde turbinebladen. Ze toonden eerder de haalbaarheid van het thermoplastische harssysteem aan door een composiet windturbineblad van 9 meter te vervaardigen. Ze volgden die demonstratie door een thermoplastisch composietblad van 13 meter lang te vervaardigen en structureel te valideren in vergelijking met een bijna identiek thermohardend blad. Dit werk, in combinatie met het werk van Arkema en andere partners van het Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation (IACMI, Knoxville, Tenn., V.S.), toonden voordelen aan om af te stappen van het thermohardende harssysteem. De thermoplastische hars zou fabrikanten ook in staat kunnen stellen om bladen ter plaatse te bouwen, zegt NREL, waardoor een probleem wordt verlicht waarmee de industrie wordt geconfronteerd, aangezien deze neigt naar grotere en langere bladen.

“Met thermohardende harssystemen is het bijna alsof je een ei bakt. Dat kun je niet terugdraaien”, zegt Derek Berry, senior engineer bij NREL. “Maar met een thermoplastisch harssysteem kun je er een mes van maken. Je verwarmt het tot een bepaalde temperatuur en het smelt weer naar beneden. Je kunt de vloeibare hars terugkrijgen en hergebruiken.” Berry is co-auteur van een nieuw artikel getiteld "Structural Comparison of a Thermoplastic Composite Wind Turbine Blade and a Thermoset Composite Wind Turbine Blade", dat verschijnt in het tijdschrift Renewable Energy .