QAZAQ GREEN. Вирджиния политехникалық институтының Инженерлік колледжінің зерттеушілері жел турбинасы қалақтарын өндірудің экологиялық ізін жақсарту үшін қайта өңделетін материалды пайдаланып 3D басып шығарудың жаңа әдістерін әзірлеуде.

Жобаны жүзеге асыру үшін Ұлттық жаңартылатын энергия зертханасының (NREL) ғалымдары мен жиырма жылдан астам уақыт бойы композиттік қалақтарды өндірумен айналысатын аризоналық TPI Composites компаниясынан тұратын пәнаралық топтардың ынтымақтастығы қажет болды.

«Зерттеушілер жел турбинасы қалақтарын өндірудің экологиялық ізін жақсарту үшін инновациялық 3D басып шығару әдістерін және жаңа қайта өңделетін материалдарды жасады», - делінген университеттің өткен аптадағы баспасөз хабарламасында.

АҚШ Геологиялық қызметінің мәліметі бойынша, небәрі 46 минуттық орташа жел турбинасы американдық үйді бір ай бойы қуатпен қамтамасыз ету үшін жеткілікті электр қуатын өндіре алады.

Бұл технология гидроэлектростанциялардан асып түсіп, елдегі ең ірі жаңартылатын энергия өндірушісі болды.

Дегенмен, жел турбиналары CO2 шығарындыларынсыз энергия өндірсе де, технологияның өзі экологиялық тазалықтан алыс. Жел турбинасының қалақтары қайта өңделмейтін материалдан жасалған, бұл олардың қызмет ету мерзімі аяқталғаннан кейін қалдықтардың көп мөлшеріне әкеледі.

Бұған қоса, қолданыстағы өндіріс әдістері турбина компоненттерін орнату орнынан алыс жерлерде өндіруді және оларды жинап, таза, «жасыл» энергия өндіруді бастамас бұрын қазба отынмен жүретін көлікті пайдалануды талап етеді. 3D басып шығару қалай көмектесе алады?

Dreams (Design, Research, and Education for Additive Manufacturing Systems) зертханасының зерттеушілері АҚШ Энергетика министрлігінің жаңартылатын энергия көздерін өндірудің экологиялық тұрақтылығын арттыру бастамасы аясында жоғары беріктігі бар термопластикалық материалдан турбина қалақтарын жасау үшін 3D басып шығаруға және есептеу жобалауына жаңа тәсіл әзірледі.

Жаңа тәсіл принтердің өзінен үлкен объектілерді басып шығаруға мүмкіндік береді. Ең бастысы, басып шығаруды орнату орындарына барынша жақын жүргізуге болады, бұл компоненттерді ірі өндіріс орындарынан тасымалдауға кететін уақыт пен энергияны азайтады.

Машина жасау кафедрасының профессоры Крис Уильямстың жетекшілігімен топ басып шығарылатын материалдың беріктігі мен тиімділігін арттыру үшін конструкцияны оңтайландыру әдістерін де қолданды.

Қайта өңделетін полимер

Siemens сияқты жабдық өндірушілері жел турбиналарын экологиялық таза ету үшін қалақтарды өндіру процесінде қайта өңделетін компоненттерді қолдана бастады. Дегенмен, Virginia Tech зерттеушілері бір қадам алға жылжып, толығымен қайта өңделетін мүлдем жаңа материалды пайдаланды.

«Осылайша, егер қалақтар зақымдалса немесе қызмет ету мерзімінің соңына жетсе, біз оларды ұсақтап, қайта өңдеп, 3D-принтерде жаңа қалақтар басып шығара аламыз», - деді Майкл Бортнер, химиялық инженерия кафедрасының профессоры баспасөз парағында.

Команданың жаңа полимерлі композиттік материалы шыны талшықпен нығайтылған композиттердің қасиеттеріне ие, бірақ сонымен қатар қайта өңдеуге жатады.

Топ NREL және TPI-мен серіктес болып, бұл технологияны нақты қосымшаларға қалай енгізуге болатынын және АҚШ-та жел турбиналарының қалақтарын 3D басып шығару мүмкіндігін зерттейді. Университеттің жел туннелі турбина қалақтарын аэроакустикалық өлшеуге көмектеседі.

Ынтымақтастық жел турбинасы технологиясының экологиялық тұрақтылығын арттыруға бағытталған. «Біз жаңартылатын энергияны пайдаланудың практикалық және арзанырақ жолдарын іздеуді бастауымыз керек. Энергия шығындарын азайту технологиясын дамыта отырып, бұл үнемдеу ақыр соңында қарапайым тұтынушыға жетеді», - деп қосты Бортнер баспасөз хабарламасында.