2015/07/22-林虹穎

風力發電是極具發展前景的再生能源產業，然而，在葉片設計、保護塗料、複合材料等方面，都仍有進步的空間。產界、學界必須向開放、跨領域的合作努力，才能實現目標，製造長度較長、質量較輕且堅固耐磨的風力發電葉片。

據Renewable Energy World報導，一部風力發電機最少必須運轉發電25年，但是風力發電機除了時常必須承受每秒高達14公尺的強風環境、長時間接受強烈紫外線照射外，許多 還必須暴露在高濕度、高鹽度的海洋濕氣中。因此，科學家致力要找出最堅固的材料與最持久的塗料，製造防腐、防鏽的風力發電機。

加長渦輪葉片是風力發電領域目前的趨勢，因為加長的渦輪葉片相對而言能夠有更強的發電力。預計葉片長度100公尺的風力發電機很快就會開始被採用。

但是製造商為此必須開發新的葉片設計並尋找新的材料。加長的葉片如果使用目前普遍使用的玻璃纖維材料，重量可能過重，因此有些新型的葉片改為部分採用碳纖維。但是由於碳纖維的成本偏高，所以還不是最理想的解決方案。

此外，長度超過80公尺的超大型葉片不適合使用單一材料，必須結合多種不同的複合材料，由於各種材料有不同的反應特性，所以製造過程遠比使用單一材料更複 雜。最近的研究焦點為加入奈米原料，比如奈米碳管(carbon nanotubes)與石墨烯(graphene)就可以用來增加基質的強度。

然而，複合材料無論多好，還是容易因為環境而受損，所以葉片的保護塗料也是風力發電非常關鍵的一環。離岸風力發電機目前普遍使用環氧樹脂(epoxy)與 聚氨酯(polyurethane)凝膠。AzkoNobel與3M等企業都在為風力發電機打造特殊塗料，Scott Bader也表示想用新型聚合物製作回收比例更高的高效能材料。

基質材料的選擇也十分重要，目前可以使用的基質材料有許多，如常見的熱固型聚合物環氧樹脂與較新的熱塑性彈性體(thermoplastics)等等，而 英國布里斯托爾大學(University of Bristol)的研究團隊則在研發自癒型聚合物(self-healing polymers)，可以在任何裂縫處自行生成黏膠修補。

除了開發新材料之外，許多研究團隊也致力蒐集與歸納數據。例如風力發電機葉片的切風面最容易受損遭侵蝕，而離岸再生能源整合開發中心(Offshore Renewable Energy Catapult)的研究團隊BLEEP就想結合產業與學術，了解不同塗料與葉片結構的腐蝕程度差異，建立記錄詳細數據的定量分析系統。