葉片尖端正在 ORNL 碳纖維技術(shù)中心開發(fā)，包含兩層標(biāo)準(zhǔn)玻璃纖維和一層低成本實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的碳纖維，這種定制的導(dǎo)電碳纖維是將電能分散到葉片表面的關(guān)鍵。

研究人員還聲明使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和方法來證明該技術(shù)可以輕松地與現(xiàn)有的制造工藝相結(jié)合。

ORNL 研究員維平·庫馬爾 (Vipin Kumar) 表示：“我們沒有足夠的數(shù)據(jù)來了解雷擊損害的真正范圍，但我們知道這對(duì)工業(yè)和公用事業(yè)來說是一個(gè)問題。”

“我們知道風(fēng)能是支持能源安全的可靠電力來源，但我相信我們可以采取任何措施使其更具彈性和可靠性，這很重要。”

眾所周知，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片經(jīng)常遭受雷擊，但很少造成災(zāi)難性的后果。

盡管如此，人們認(rèn)為它們會(huì)削弱葉片的內(nèi)部損傷，隨著時(shí)間的推移，這會(huì)增加維修成本，而且它們是葉片相關(guān)停機(jī)的第二大原因。

該項(xiàng)目采用新型材料建造了整個(gè) 2 米長的渦輪葉片尖端。隨后，在密西西比州立大學(xué)的專門實(shí)驗(yàn)室中，對(duì)葉片尖端進(jìn)行了模擬雷電強(qiáng)度測(cè)試，在隔離高壓影響的測(cè)試后，葉片尖端完好無損。

在同一實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的單獨(dú)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，孤立的大電流仍然具有破壞性。

碳纖維的成本通常限制了它在風(fēng)力葉片承重結(jié)構(gòu)中的使用，但 ORNL 為降低碳纖維成本所做的努力，可能使其在最常受雷擊的葉片尖端用碳纖維替代玻璃纖維時(shí)具有經(jīng)濟(jì)性。

此次演示強(qiáng)調(diào)了使用導(dǎo)電材料或涂層保護(hù)葉片的新方法的可能性，進(jìn)一步的創(chuàng)新正在研究中。

由于樹脂占據(jù)了葉片尖端的大部分，因此包括使用導(dǎo)電性更強(qiáng)的樹脂。

混合碳纖維復(fù)合材料葉尖的另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是它的重量，比純玻璃纖維葉尖輕約 41%，這為相同重量的更大葉片開辟了道路，并有可能產(chǎn)生更多的電力。

該方法還被認(rèn)為具有防止雷擊損壞飛機(jī)所用復(fù)合材料的潛力。