通用電氣開發(fā)具有大型3D打印基座的摩天大樓級風(fēng)力發(fā)電機(jī)

通用電氣今天宣布，它正在開發(fā)具有大型3D打印基座的摩天大樓級風(fēng)力發(fā)電機(jī)。該集團(tuán)計劃與建筑行業(yè)的合作伙伴合作生產(chǎn)打印機(jī)和材料，并最終將其部署到世界各地。

更高的渦輪機(jī)可以利用更高海拔的強風(fēng)，并且結(jié)構(gòu)支撐更大的葉片，從而產(chǎn)生更大的功率。但是建造更大的渦輪機(jī)使得運輸將其組裝在一起所需的零件成為后勤上的噩夢。GE希望在要放置渦輪機(jī)的任何地方進(jìn)行3D打印，這樣他們就不必拖拉巨大的混凝土或鋼材。該公司表示，其陸上渦輪機(jī)的高度可能高達(dá)200米，比西雅圖太空針?biāo)撸⑶沂钱?dāng)今風(fēng)力渦輪機(jī)平均高度的兩倍以上。

陸上渦輪機(jī)最高可達(dá)200??米

自1980年代以來，陸上風(fēng)力渦輪機(jī)出現(xiàn)了大幅增長，當(dāng)時，它們在的平均高度約為20米，這還不包括葉片。在理想條件下，那些早期的渦輪機(jī)每臺渦輪機(jī)的最大輸出功率約為100kW。到2017年，這些數(shù)字增加到84米高，輸出功率超過2MW(2000kW)。在歐洲部分地區(qū)，渦輪機(jī)靠近地面的風(fēng)不會很大，因此可以達(dá)到更高的高度。德國蓋爾多夫(Gaildorf)最高的陸上渦輪機(jī)之一，塔高178米。GE希望做得更大。

由于它是全球最大的風(fēng)力渦輪機(jī)制造商之一，因此GE可以迎來風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)計和建造的全新時代。但這并不是第一家研究風(fēng)能3D打印的公司。初創(chuàng)公司RCAM Technologies從加利福尼亞能源委員會獲得125萬美元的資金，于2017年著手以類似的方式建造兩座渦輪機(jī)塔架，但他們的研究仍在進(jìn)行中。這意味著通用電氣可能是第一個將具有3D打印基礎(chǔ)的風(fēng)力渦輪機(jī)投入商業(yè)生產(chǎn)的公司。該公司于2019年10月完成了其首個原型，并計劃于2023年開始生產(chǎn)。

風(fēng)能技術(shù)中心首席工程師，可再生能源實驗室3D打印高級研究員Paul Veers說：“您正在尋找的是一種能夠使行業(yè)邁向更高水平的技術(shù)。” 這項新技術(shù)有可能減少安裝渦輪機(jī)所需的時間和勞力，尤其是在陸上，因為渦輪機(jī)往往比海上的同類設(shè)備要小(海上運輸物料更容易)。Veers說：“這是下一代風(fēng)力發(fā)電廠的墊腳石。”

“這是下一代風(fēng)力發(fā)電廠的墊腳石”

GE相信，它可以建造一個160米高的5MW渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)每年發(fā)電量比一半大小的渦輪機(jī)高33%-節(jié)省了“可觀的”成本。該公司告訴The Verge，由于運輸3D打印機(jī)通常比100至200米的塔架更容易，因此它將能夠?qū)⒖稍偕L(fēng)能引入新市場。這也將減少運輸大型建筑物所產(chǎn)生的溫室氣體排放。

GE可再生能源高級制造技術(shù)負(fù)責(zé)人Matteo Bellucci說：“這是一次國際合作，旨在通過可再生能源以及更可持續(xù)的技術(shù)來制造這些產(chǎn)品，從而改善世界。”

GE及其合作伙伴(3D建筑印刷公司COBOD和建材公司LafargeHolcim)正在努力進(jìn)行3D打印混凝土基座，這些基座的高度可能在10至80米之間。然后，他們可以在底座上增加一個鋼塔，以使渦輪機(jī)更高。歐洲的一些渦輪機(jī)塔架已經(jīng)在現(xiàn)場澆鑄了水泥，以避免運輸它們的麻煩，但是3D打印消除了將混凝土塊組裝在一起時的人工成本。

3D打印混凝土仍然面臨挑戰(zhàn)。制成的混凝土越堅固，放置它就越棘手，或者在這種情況下，將其打印出來?？稍偕茉磳嶒炇业墓こ處煔W文·羅伯茨(Owen Roberts)解釋說：“在材料特性，材料強度以及印刷的容易程度之間要進(jìn)行很大的權(quán)衡。”

當(dāng)前許多研究都集中在弄清這種平衡行為上。業(yè)界希望，借助下一代3D打印，陸上風(fēng)能可以將自身擴(kuò)展到更清潔，更強大的高度。