海洋能源是可再生能源行业中前景广阔的一部分。它利用水流、潮汐等自然现象的动能,并将其转化为清洁能源,为沿海社区提供电力。根据美国能源效率和可再生能源办公室的数据,2019年海洋能源资源将占美国发电总量的57%。换句话说,海洋能源拥有巨大的潜力,并且正在进行许多旨在推进开发的创新项目。
2024年5月7日,美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员与太平洋西北国家实验室合作领导了一个项目,旨在利用增材制造技术增强海洋能源技术,特别关注潮汐发电,即利用涡轮技术将潮汐水中的能量转化为电力。
△3D打印潮汐风机翼梁
网格测试聚合物和金属3D打印技术
过去两年,该项目一直在测试和分析潮汐风机翼梁的开发和生产过程中所涉及的各种材料和打印技术。翼梁是风机组件内的承载部件,用于将叶片固定到位。该部件不仅必须能够支风机叶片结构,还必须能够承受海洋环境的腐蚀力。
经过一些评估,研究人员发现热塑性3D打印并不适合这种特定应用,而生产潮汐风机翼梁的最佳选择是不锈钢和激光金属沉积。事实证明,优化关键组件的运行对于海洋能源主要生产商(如海上风电场)的成功至关重要。
NREL机械工程师兼海洋能源增材制造研究首席研究员Paul Murdy说道:“我们通过3D打印开辟了一个真正独特的设计空间。这个项目证明了增材制造有潜力生产出非常坚固、坚硬的结构,这将有利于海洋能源。”
△潮汐风机翼梁正在使用液压执行器进行测试
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