Forscher der University of Maine (UMaine) haben laut einer Pressemitteilung vom US-Energieministerium für Energieeffizienz und erneuerbare Energien 2,8 Mio. USD (2,32 Mio. EUR) erhalten, um segmentierte Windblattformen für Windkraftanlagen mit dem 3D-Drucker herzustellen. Derartige Formen und Werkzeuge für Klingen können normalerweise über 10 Millionen USD (8,29 EUR) kosten, bei einer Markteinführungszeit von 16 bis 20 Monaten. Dies Zeitraum soll auch mit Einsatz von 3D-Druck deutlich reduziert werden.
Windkraftanlagen produzieren saubere Energie, stören jedoch den lokalen Lebensraum von Vögeln und Fledermäusen. Die Arbeit von den Forschern der UMaine könnten die Nachhaltigkeit der Windkraftanlagenproduktion verbessern.
Details zu den Windturbinenblättern
Bei der Entwicklung der Windturbinenblätter wird die UMaine mit dem bislang größten Polymer-3D-Drucker arbeiten. Die dabei entstehenden 3D-Druck-Formen sind aus recycelbaren biobasierten Materialien und können deutlich schneller entstehen und weniger kosten.
Das UMaine Composites Center wird eine Auszeichnung in Höhe von 4 Mio. USD (3,31 Mio. EUR) an das Oak Ridge National Laboratory (ORNL) vergeben, um die Roboterablagerung von kontinuierlichen Verstärkungsfasern in Windblättern anzuwenden.
Habib Dagher, UMaine-Geschäftsführer des Advanced Structures and Composites Center, erklärt:
„Auf dem weltweit größten Polymer-3D-Drucker im UMaine Composites Center werden sehr große Windblattformen aus mit Holz verstärkten recycelbaren biobasierten Materialien gedruckt. Unser Team schätzt, dass durch die Kombination modernster 3D-Druckherstellung mit biobasierten Rohstoffen die Entwicklungskosten für neue Klingen um 25% bis 50% gesenkt und um mindestens 6 Monate beschleunigt werden können. Mit diesen Materialien hergestellte Formen können gemahlen und in anderen Formen wiederverwendet werden, was sie zu einer nachhaltigeren Lösung macht.“
Herstellung mit biobasierten Materialien
Als führender Anbieter von CNF-Technologie (Cellulose-Nanofaser) stehen der UMaine diese neuen biobasierten Materialien für ihre Arbeit zur Verfügung. Sie bieten ähnliche mechanische Eigenschaften wie Aluminium und sind um einiges günstiger bei der Herstellung.
Mit diesen CNF und Polymeren könnte sie die Kosten für Rohstoffe von 5 USD (4,14 EUR) für kohlefaserverstärkte ABS-Rohstoffe auf 2 USD (1,66 EUR) für biobasierte Rohstoffe senken.
Das Team von UMaine wird von TPI Composites und Siemens Gamesa (SGRE). Die größte Windkraftanlage der Welt, die SG 14.0-222 stammt von SGRE. 18% der Windblätter weltweit stammen von TPI. Ingersoll und Techmer PM sind zwei weitere Unternehmen, die die Forscher der UMaine unterstützen.