新能源退役资源再生再造技术及智能装备实验室主要面向国家、省市对新能源发展的重大战略需求,瞄准风光新能源固体废弃物再生利用及装备领域,聚焦在光伏产业固体废弃物再生利用、风电装备关键部件激光增材再制造技术、风光退役资源再生再造过程装备设计与开发三个研究方向,开展机械工程学科、材料科学和能源学科的交叉融合的科技创新研究,形成核心材料-结构-功能-设计-制造多位一体的固体废弃物再生利用和激光增材制造技术,形成从基础研究到导向性基础研究再到成果转化的科研链条。
实验室紧扣国家“双碳”目标和新能源安全战略,通过风光新能源固体废弃物高值化利用和风电关键部件增材再制造,减少一次资源消耗和碳排放,为构建资源节约型、环境友好型能源体系提供技术支撑。
面向江苏省“1650”产业体系和新能源、高端装备等重点产业集群发展需求,实验室为光伏、风电及相关装备制造企业提供退役组件回收再利用、关键部件再制造与成套过程装备解决方案,推动形成“制造—再制造—循环利用”的产业新模式,助力区域新能源及高端装备制造业的绿色转型和高质量发展。
实验室在国内外相关领域中定位鲜明,是国内少数聚焦新能源产业链末端资源循环与智能装备集成的研究平台之一。相较于国内多数侧重材料或整车技术的实验室,该实验室精准切入光伏产业固体废弃物、风光新能源退役资源等回收再造的产业痛点,并在智能化拆解、数字化管理等交叉方向上形成特色。依托江苏省新能源产业集群优势,其实验成果与产业转化衔接紧密,已成为推动区域循环经济发展的关键技术支撑点。
从国际视野看,实验室在退役电池精细回收、复合材料绿色再生等细分领域的研究与欧美先进机构同步竞争,并凭借中国制造业基础和产学研协同效率,在低成本自动化装备开发方面展现出产业化应用优势。尽管在原创理论层面仍有提升空间,但实验室通过参与标准制定、开展国际合作,正逐步增强中国在新能源循环技术领域的国际话语权,为国家“双碳”战略及全球绿色产业链竞争提供重要技术支撑。
实验室的研究方向和主要研究内容为:
1、光伏产业固体废弃物再生利用技术:(1)光伏硅废料再生利用,通过研究磷、硼、镓等元素对纳米硅性能的调控规律,开发以废硅料制备纳米硅及高性能硅基电子浆料的技术;(2)银、铜等贵金属再生利用技术,从废弃电池板中,研发负压多温区分离提取技术,实现银、铜等贵金属的高效清洁回收与提纯,并研究将再生金属制成满足太阳能电池性能要求的银铝浆料。
2、风电装备关键部件激光增材再制造技术:(1)风机关键部件激光熔覆再制造专用材料设计,开发与基体热物性能匹配的激光熔覆材料,通过加入合金元素、增韧相或稀土元素,优化熔覆层组织,抑制因热应力引起的裂纹与剥离;(2)激光增材制造的热/相变/应力的调控,研究激光功率、扫描速度、送粉参数等多因素与熔池热流、温度场、相变及残余应力的耦合规律,揭示气孔、裂纹等缺陷的形成机制,实现对工艺过程的精确调控;(3)在线多信息同步采集与分析系统,建立多信息同步采集系统,实时观测激光-粉末作用、熔滴飞行及熔池形态,分析工艺规律,实现对关键参数的动态优化与闭环控制。
3、风光新能源退役资源再生再造过程装备设计与开发:(1)轴类部件在线修复与高精度智能磨削成套装备开发,研发集定位合轴、多向进给、旋转与磨削于一体的智能成套装备,通过精密传感器在线检测与闭环控制,实现修复后尺寸精度达±0.03mm、圆柱度达0.01mm。采用三套呈120°分布的磨削单元协同工作,将修复时间从4天缩短至2天;(2)风机叶片车载柔性切割装备,基于金刚石线锯原理,开发车载式柔性切割设备,主要由纵向/横向切割部件、进给机构、托盘及冷却系统组成。