根據(jù)全球風(fēng)能協(xié)會(huì)（GWEC）2021 年9月發(fā)布的年度全球海上風(fēng)電報(bào)告，2020年全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量為6.1千兆瓦，由中國領(lǐng)先。然而，GWEC指出，海上風(fēng)電還需要更快的增長(zhǎng)，以實(shí)現(xiàn)碳排放目標(biāo)。
在美國，根據(jù)美國清潔能源協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，太陽能發(fā)電在可再生能源的裝機(jī)容量中占比最大（54%），其次是陸上風(fēng)電（23%）、海上風(fēng)電（14%）和電池儲(chǔ)能（9%）。
越來越長(zhǎng)的風(fēng)輪葉片
風(fēng)力渦輪機(jī)的尺寸在持續(xù)增加。20多年前，當(dāng)?shù)谝慌笠?guī)模商業(yè)風(fēng)電上線時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)中渦輪機(jī)的額定功率為1兆瓦或更低，其玻璃纖維增強(qiáng)葉片的長(zhǎng)度通常為10至15米。如今，在海上，葉片長(zhǎng)度為65-80米的6-9兆瓦渦輪機(jī)是常態(tài)。2021年，丹麥維斯塔斯公司宣布了15兆瓦、115米長(zhǎng)葉片的海上風(fēng)電機(jī)。第一臺(tái)預(yù)計(jì)于2022年安裝。隨著渦輪機(jī)的發(fā)展，復(fù)合材料也越來越多地被用于其他部件中，例如印度蘇司蘭集團(tuán)為大型渦輪機(jī)設(shè)計(jì)的復(fù)合材料機(jī)艙罩。
此外，隨著風(fēng)力渦輪機(jī)變得更大，葉片長(zhǎng)度不斷增加，葉片主梁帽中用碳纖維增強(qiáng)已成為一種有效的方法來減少總重量和增加葉片剛度，以防突然陣風(fēng)時(shí)發(fā)生塔筒撞擊。
3D打印風(fēng)輪葉片
在風(fēng)輪葉片開發(fā)方面的新研究工作之一是使用3D打印技術(shù)來制造葉片模具或葉片部件，例如美國緬因大學(xué)先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料中心正在進(jìn)行的使用生物基材料打印葉片模具的項(xiàng)目和美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室、GE業(yè)務(wù)部門等進(jìn)行的直接打印葉梢的項(xiàng)目。
風(fēng)輪葉片的回收和再利用
風(fēng)電行業(yè)的幾家領(lǐng)先企業(yè)已宣布逐步制造可完全回收葉片和渦輪機(jī)的計(jì)劃。例如，西班牙西門子歌美颯公司于2021年7月宣布擬重新設(shè)計(jì)其所有渦輪機(jī)，以確保到2040年實(shí)現(xiàn)100%可回收渦輪機(jī)的目標(biāo)。2021 9月7日，該公司宣布推出可回收葉片RecyclableBlade，稱其為全球首款可回收風(fēng)輪葉片，可供海上商業(yè)化使用。這種可回收葉片使用新的樹脂配方，更容易回收。丹麥維斯塔斯公司表示，到2040年，它將生產(chǎn)零廢物的風(fēng)力渦輪機(jī)。法國GE可再生能源公司已與美國威立雅北美公司合作，回收位于美國的GE陸上渦輪機(jī)的葉片。
另外，把整個(gè)葉片重新用作其它用途而不是把它拆開來利用其組件的方式也在探索之中。例如，波蘭回收公司Anmet開發(fā)了將葉片重新用作人行天橋甚至家具的方法。
在渦輪機(jī)其他部件上使用可回收或更可持續(xù)的材料的工作也正在進(jìn)行。例如，德國Greenboats 公司、法國Sicomin公司和瑞士Bcomp公司合作建造天然纖維復(fù)合材料渦輪機(jī)機(jī)艙的項(xiàng)目是2021年 JEC創(chuàng)新獎(jiǎng)的入圍者。
復(fù)合材料在其他可再生能源技術(shù)中的應(yīng)用
還有其他可再生能源領(lǐng)域也采用了復(fù)合材料。例如，一種前景看好的海洋能源技術(shù)是波浪能量轉(zhuǎn)換機(jī)（WEC），它利用海浪的運(yùn)動(dòng)來發(fā)電。2021年，瑞典CorPower Ocean公司用纖維纏繞法制造了第一個(gè)全尺寸的玻璃纖維增強(qiáng)塑料原型機(jī)——浮標(biāo)形狀的WEC。該公司希望到2025年將其擴(kuò)大到工業(yè)規(guī)模的海洋發(fā)電場(chǎng)。其他復(fù)合材料（特種粉末冶金及復(fù)合材料制備/加工第六屆學(xué)術(shù)會(huì)議）密集型可再生能源技術(shù)包括潮汐渦輪機(jī)的葉片，或淡水水力渦輪機(jī)葉片，如由澳大利亞Kinetic NRG公司設(shè)計(jì)的螺旋形葉片等。
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