目前，业界可实现风机总质量85%到90%左右的回收。风机的大多数部件 (如基座，塔架和机舱中的部件)都有既定的回收做法。这些部件的原材料对二级市场有足够的价值。例如，塔架中的钢可实现100%的回收。它可以再次使用，而不会造成任何质量损失。废钢被视为钢铁生产的宝贵原材料。鉴于其高价值，世界范围内有完善的废钢交易市场。对退役基座的处理，国家之间有所差异。在一些国家，基座需要被拆除。拆除基座中的混凝土可被回收，成为建筑材料或道路施工的骨料。在另外一些国家，如果拆除会导致更高的环境影响，或者未经土地所有者允许，则只能将基座留在原地。风机叶片的回收难度更大，这主要是由于其生产中使用了复合材料。虽然有各种技术可用于叶片回收，但这些解决方案还没有被广泛应用，也没有价格优势。本文介绍了风机叶片结构和材料构成，强调了可回收性属性。它还研究了叶片设计和材料构成的未来趋势，旨在改善叶片的循环利用。风机叶片由复合材料制成，由各种不同性质的材料组成。通过材料设计使叶片更轻、更长并通过气动设计优化其气动外形来提升叶片风能利用率。今天，约250万吨复合材料被应用于全球的风力发电设备中。尽管不同叶片类型或制造商之间的材料成分会有差异，但叶片通常由以下部分组成：1.增强纤维，例如玻璃纤维和碳纤维。玻璃纤维是风机叶片复合材料组件中的主要增强材料。碳纤维也用于风机叶片(如主梁中)，但比重较低。碳纤维卓越的强度和较高的刚度，相较玻璃纤维有许多优势，但其较高的成本，也阻碍其进一步应用在风能行业领域。当然，碳玻混杂纤维织物目前也有一定的应用。2.树脂基体，如环氧树脂，聚酯，乙烯基酯，聚氨酯等热固性塑料，还有热塑性树脂。3.夹芯材料，例如，balsa木或泡沫芯材，如聚氯乙烯 (PVC) ，聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) ；4.结构性粘合剂，例如环氧树脂，聚氨酯 (PUR)5.涂料，例如聚酯 (UPR) ，聚氨酯(PUR) ；
叶片大梁：单向 (UD) 玻纤/碳纤维，由环氧树脂，聚酯，聚醚或乙烯基树脂作为树脂基体
腹板和叶片壳体：多轴玻纤织物复合夹芯材料层压板，使用Balsa/PVC/PET 作为芯材，环氧树脂，聚酯，聚氨酯或乙烯基树脂作为基体
叶片前/后缘和腹板处粘接：使用环氧/聚氨酯为基体的结构胶粘剂
防雷电缆：铝或铜
表面涂料：聚氨酯油漆
前缘保护：带聚氨酯油漆/胶带
复合材料，占叶片材料组成的大部分（按重量计算，60-70%的增强纤维和30-40%的树脂基体）。在许多方面，复合材料具有优势，体现在以下几点：•结合相对低密度的高拉伸强度的特性（高强度—重量比），以承受机械负荷的需求，并在空气动力学上有最佳表现；•提供优秀的抗疲劳、耐腐蚀、导电和导热性能，这些对于增长预期寿命（20至30年）很重要。•满足在设计和制造环节的灵活性需求，允许叶片气动外形的合理优化，从而提高风机发电效率；目前，风机叶片由热固性树脂构成的复合材料制成。这些聚合物相互交联，过程不可逆转。交联是获得抗疲劳性和机械强度方面理想性能的关键环节。与热固性塑料不同，热塑性塑料不会发生交联。热塑性塑料可以被熔化，因此回收它们相对更容易，尽管复杂的叶片结构设计会增添一些挑战。此外，在相同的价格区间内，热固性塑料的机械性能、耐久性和可加工性更好。较低的性价比限制了热塑性塑料在叶片中的应用。下表介绍了旨在应对当前挑战的叶片材料的未来趋势。叶片材料的挑战包括刚度优化、疲劳寿命、探伤测试以及叶片轻质生产。材料的选择是由价格、工艺能力、材料完整性、所处地理环境条件恶劣程度以及风机叶片长度的需求决定的。设计和材料选择过程正在迅速发展，要求同时考虑所选材料的整体可持续性（生命周期评估），包括它们对可回收性的影响以及与未来回收方法的一致性，同时满足成本和性能标准。除了提高废物收集效率和减少废物总量外，高投资成本和能源要求似乎是对更好地实施和扩大新型复合回收技术的共同限制因素。目前正在实施多个项目，通过减少相同数量物料所需的加工时间和提高加工过程的材料产出来提高能效。这将有效减少成本，维持可回收材料的优势。然而，为了使回收技术更加有效和可持续，这些技术的发展需要与材料的发展结合起来。材料创新应努力对叶片的生产、维护、使用寿命和环境足迹产生积极影响。欧洲技术平台表明，叶片的材料研究是一个重要的研究领域，并将可持续性和回收利用的核算视为一个战略问题。
| 材料研究领域 | 研究成果 |
工艺设计 | 工艺建模优化和准确控制复合材料的固化过程 | 使用寿命延长，转换效率提高 |
流程
| 采用自动化制造工艺，确保材料质量一致，制造技术更强大 | 使用寿命延长，转换效率提高 |
提高了碳纤维强化复合材料的成本和，但增大了能效，因为该材料提供了增强的机械性能。与玻璃纤维相比，回收碳纤维在经济上也更具吸引力 | 支持制造更长的叶片，从而提高转换效率 |
材料 | 引入创新的树脂/纤维组合，提高延展性和抗疲劳性 | 延长使用寿命 |
通过模内聚合（而不是熔融加工）处理的新型可灌注热塑性树脂，具有更好的机械性能 | 降低成本 |
引入纳米成分作为基体和涂料的强化剂，同时尊重HSE要求，不增大回收难度 | 延长使用寿命 |
研究纤维结构——结合高性能玻璃纤维、碳纤维和纳米工程纤维来制造混合加固材料 | 支持制造更长的叶片，从而提高转换效率 |
研究耐用的涂层材料，以确保提高抗侵蚀能力，如胶衣、油漆系统和胶带、可重新密封和自愈合的涂层 | 使用寿命延长，转换效率提高 |
利用更多的生物废料，开发生物树脂以改善性能 | 在化石原料耗竭后，原材料的持续供应和供应安全；减少了碳足迹 |
开发3R树脂--一个新的增强型热固性树脂和复合材料系列，具有更好的再加工性（re-processability）、可修复性（repairability）和可回收性（recyclability） | 使用寿命延长；提高可回收性 |
风力涡轮机叶片材料研究的活跃领域
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