NRELとアケマ、リサイクル可能な熱可塑性複合材風力タービンブレードを前進

写真提供：NREL

リサイクル可能な風力タービンブレードを目指し、米国エネルギー省国立再生可能エネルギー研究所（NREL、コロラド州ゴールデン）の研究者たちが、アケマ社（ペンシルベニア州キング・オブ・プロシア）と提携し、熱可塑性樹脂の実現可能性を実証し、NRELで製造した熱可塑性複合材ブレードでその構造的完全性を検証しました。

NRELはまた、ブレードに熱可塑性樹脂を使用するコストメリットを探るテクノエコノミックモデルの開発も発表しました。NRELによると、従来の熱硬化性樹脂（エポキシなど）ではなく熱可塑性樹脂で風力タービンブレードを製造すると、ブレードがよりリサイクル可能になるだけでなく、より長く、軽量で、低コストなブレードが可能になります。コスト削減は、NRELの熱可塑性樹脂が室温で硬化できるため、関連プロセスと労務コストが削減されることによります。新プロセスにより、ブレード製造コストを約5%削減できると研究者たちは判断しました。

NRELには、ボルダー近郊フラットアイアンズキャンパスに複合材製造教育技術（CoMET）施設があります。そこで研究者たちは複合材タービンブレードの設計・製造・試験を行っています。以前、9メートルの複合材風力タービンブレード製造で熱可塑性樹脂システムの実現可能性を実証。それに続き、ほぼ同一の熱硬化性ブレードと比較して、13メートルの熱可塑性複合材ブレードを製造・構造検証しました。この作業と、アケマやその他の先進複合材製造イノベーション研究所（IACMI、テネシー州ノックスビル）パートナーの取り組みにより、熱硬化性樹脂システムからの移行の利点が実証されました。熱可塑性樹脂により、メーカーは現場でブレードを製造できるようになるとNRELは述べ、業界がより大型・長尺ブレードへトレンドする中で直面する問題を緩和できます。

「熱硬化性樹脂システムでは、卵を焼くようなものです。元に戻せません」と、NRELシニアエンジニアのデレク・ベリー氏。「しかし熱可塑性樹脂システムなら、それでブレードを作れます。一定温度まで加熱すると溶け戻ります。液体樹脂を取り戻し、再利用できます。」ベリー氏は、「熱可塑性複合材風力タービンブレードと熱硬化性複合材風力タービンブレードの構造比較」と題する新論文の共著者で、『Renewable Energy』誌に掲載されています。

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