3D-s nyomtatási technológia a szélturbinák gyártására a nagy szélenergia-szállítás problémájának megoldására
Ha valaha is hajtott egy teherautót a szélturbina nagy része fölött, akkor megállapíthatja, hogy a korlátozások nyilvánvalóak. Ahogy a pengék hosszabbak és hosszabbak maradnak, a tornyok egyre magasabbak és egyre nehezebbek ezeknek a nagy részeknek az autópályán történő szállítása.
A kaliforniai üzembe helyezés megoldást hozott: az RCAM Technologies nemrégiben 1,25 millió dolláros támogatást kapott a Kaliforniai Energiaügyi Bizottságtól (CEC), hogy tesztelje a megvalósíthatóságát a betoncsarnokok gyártásában a szélerőműparkban a 3D nyomtatás során.
Jelenleg az amerikai szélturbinák átlagos toronymagassága mindössze 80 méter. A National Renewable Energy Laboratory (NREL) által Jason Cotrell által alapított RCAM Technologies azt tervezi, hogy 3D-s nyomtatási technológiát, vasbeton adalék gyártástechnológiát alkalmaz 140 méteres vagy annál nagyobb tornyok készítéséhez. Cotrell májusban elhagyta a Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriumot (NREL), hogy finanszírozást keressen a technológia kifejlesztésére.
Az NREL Energy Cost (LCOE) modellező eszközével a vállalat 140 méter magas tornyot vár a 20% -ot meghaladó energiatermelésre a megfelelő szélsebességű szélenergiával rendelkező területeken. Azáltal, hogy lehetővé teszi a pengék stabilabb és erősebb szélenergia felvételét, az ultra-magas torony jelentősen megnöveli a kapacitás tényezőt és jelentősen csökkenti az energiatermelési költségeket.
A Kaliforniai Energia Bizottsághoz (CEC) benyújtott pályázati űrlap szerint az RCAM Technologies úgy véli, hogy a 3D-s nyomtatási technológia "lehetővé teszi majd a szélerőműparkon a tornyokat a hagyományos acél tornyok felére, sebességgel csökkentheti a szélenergia teljesítményét 11% -kal. "
Digitális beton
Cotrell az NREL által kiadott videóban azt mondta: "A szélerőmű építésénél a szélesebb energia szélerőforrásokat nagyobb szélsebességű szélerőművekhez használjuk, de ebben az esetben a torony átmérője is nagyon nagy, nagyban növelve a közúti közlekedés nehézségét.A 3D nyomtatási technológia lehetővé teszi számunkra, hogy automatizált betongyártási folyamatot használjunk a szélerőműparkban lévő tornyok előállítására, ezáltal elkerülve a szállítási és logisztikai korlátozásokat. "
A Kaliforniai Energia Bizottsággal kötött megállapodás értelmében az RCAM Technologies felelős lesz a két rendkívül magas hibrid szélturbinák 140 és 170 méter közötti alacsonyabb feleinek tervezéséért. A torony felső felének hagyományos, kúpos acél tornyot használnak, míg az alsó felét vasbeton adalékanyaggyártási technikával készítik el. A beton-torony prototípusrészét robottkar és 3D nyomtató segítségével gyártják, és a Kaliforniai Egyetemen, Irvine-n tesztelik.
A gyakorlatban az RCAM Technologies ezen nagy átmérőjű beton tornyok gyártását tervezi a szélerőműparkban, akár szabványos szállító járművek által szállított betonokkal, akár keverőberendezésekkel, például alapöntéssel.
Növelje a kapacitás tényező potenciálját
Az NREL kutatásai azt mutatják, hogy az Alföldön egyes szélerőművek éves energiatermelési kapacitása meghaladja az 50% -ot, ha a torony magassága 80 méter. Jól ismert, hogy a magasabb tornyok alkalmazása a szélenergia gazdaságosabb versenyképességét eredményezheti több régióban.
Az Amerikai Szélenergia Szövetség idén májusban tartott ülésén az NREL kutatói egy magas toronyú szélturbina technológiáról szóló jelentésben írtak: "A szélenergia-központon kívül a szélenergia átlagos fejlesztési költsége magasabb, mint az alacsony költségű földgáz és az alacsony költségű fotovoltaikus villamosenergia-termelés, amelynek költsége még mindig csökken. "
"A szélenergia-alkalmazások földrajzi hatókörének kiterjesztése érdekében folyamatosan ki kell dolgozni a torony technológiáját" - tette hozzá a csapat. "A nagyobb magasság magassága jelentősen növeli a kapacitás tényezőt."
A piacra vezető út
Aaron Barr, a MAKE Consulting vezető tanácsadója e-mailben elmondta: "Miután a hub magassága meghaladta a 120 métert, a beton tornyok gyorsan váltak költséghatékony alternatívává az acélcsövek tornyaihoz."
Barr rámutatott arra, hogy Európában a beton tornyok már több mint egy évtizede használatban vannak. Azonban a legtöbb beton tornyot előre gyártották és szállították a projekt helyszínére. Az RCAM technológiai cégek sok szállítási korlátozást elkerülhetnek a konkrét betonozással a helyszínen.
Hozzátette: "A helyszíni öntés révén a logisztikai és anyagköltségeket megtakaríthatja, és a jelenlegi 3D nyomtatási technológia legígéretesebb alkalmazását hozhatja a szélenergia iparba."
De a Barr figyelmeztet, hogy a 3D nyomtatási technológia növelheti a szélerőművek felemelkedési idejét. "A különleges felszerelés és a betonkeverési idő jelentősen megnövelheti a szélerőmű építési időszakát." Azt mondta: "Az Egyesült Államok legtöbb szélerőműparkában, ha az összes berendezést a helyszínre szállítják, az emelési sebesség elérheti az 1 egység. / Nap, még gyorsabb. A beton-tornyok helyszíni gyártása azonban nagymértékben meghosszabbítja a telepítési ciklust, ezáltal növelve a szélerőműpark fejlesztésének költségeit és végrehajtási kockázatát. "
Az RCAM Technologies gyorsan és olcsó módon gyártja a beton-széltornyokat a 3-D technológiával? A vállalat a Kaliforniai Egyetem Irvine Építőmérnöki Laboratóriumával dolgozik a prototípus felépítésének és tesztelésének befejezésére.
Az NREL EnergyI-Corps programjának részeként JasonCotrell és kollégája, Scott Jenne 75 gépgyártó és fejlesztő céget látogatott meg.
"Megállapítottuk, hogy egy másik gépgyártó nagyon hasonló technológiát keres, kapcsolatba lépünk ezzel a gyártóval, és várom, hogy szorosan együttműködjenek vele" - mondta Cotrell az NREL által kiadott videóban.
Cotrell e-mailben megerősítette, hogy az RCAM Technologies együttműködik több gépgyártóval, köztük azt a céget, amelyet a videó nyílt név nélkül említ.
