科研進展
西北研究院退役風機葉片循環(huán)利用制作固沙障研究取得進展
風沙災(zāi)害嚴重威脅荒漠地區(qū)的社會經(jīng)濟、生態(tài)和基礎(chǔ)設(shè)施,機械沙障等防沙措施能有效防治沙害,但傳統(tǒng)材料(秸稈、蘆葦、人工合成材料等)存在易老化、壽命短、原材料緊缺、強度不足等問題,亟需研發(fā)適應(yīng)惡劣環(huán)境的新型防沙材料。同時,我國西部荒漠地區(qū)風能產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展,風電機組的設(shè)計壽命一般為20年至25年。近年來,早期安裝的風電機組將迎來大量退役,而風電場往往與需要開展防沙治沙工作的地區(qū)接近或重合,這種地理重疊的優(yōu)勢為防沙原材料的供應(yīng)和風機葉片資源化循環(huán)利用提供可能。
中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院干旱區(qū)生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展全國重點實驗室/敦煌戈壁荒漠研究站研究團隊與國內(nèi)高校和企業(yè)合作,以退役或損壞的風力發(fā)電機葉片為原料,采用切割、鉆孔等工藝,制成新型多孔沙障。紫外老化、高低溫交變、沖蝕磨蝕、抗彎強度等測試表明,該材料具有優(yōu)異的抗彎強度、熱穩(wěn)定性,抗紫外線老化和耐磨蝕等性能,抗彎強度是木質(zhì)復(fù)合板材的14倍;風洞實驗和數(shù)值模擬結(jié)果表明,該沙障能有效改變風沙流結(jié)構(gòu),減少近地面風沙輸移。新型多孔沙障兼具柔性沙障的多孔結(jié)構(gòu)和剛性沙障的材料強度,適用于溫差變化大、紫外線輻射強烈、風沙活動頻繁的嚴重沙害地區(qū),在防沙材料和風機葉片資源化循環(huán)利用等行業(yè)具有巨大的應(yīng)用潛力。
該成果以Study on the shelter and sand control effect of new porous sand barriers from recycled wind turbine blades為題發(fā)表在國際水土保持科學權(quán)威期刊International Soil and Water Conservation Research上,西北研究院博士生何晨晨為論文第一作者,柳本立研究員為論文通訊作者。該研究獲得了國家重點研發(fā)計劃、寧夏回族自治區(qū)重點研發(fā)計劃、內(nèi)蒙古自治區(qū)科技重大專項揭榜掛帥項目、中國科學院青年創(chuàng)新促進會優(yōu)秀會員項目資助。
退役或損壞風力發(fā)電機葉片(a)和不同孔隙度新型多孔沙障(b)
新型多孔沙障抗彎性能測試