3D technológia tlače aplikovaná na výrobu veternej turbíny na riešenie problému veľkej veternej dopravy
Ak ste niekedy riadili nákladný automobil cez veľkú časť veternej turbíny, zistíte, že jeho obmedzenia sú zrejmé. Keďže lopatky sú dlhšie a dlhšie, veže sú stále vyššie a vyššie a stáva sa veľmi ťažké prepraviť tieto veľké časti na diaľnici.
Spustenie riešenia v Kalifornii: Spoločnosť RCAM Technologies nedávno získala grant od spoločnosti California Energy Commission (CEC) v hodnote 1,25 milióna dolárov na otestovanie realizovateľnosti výroby betónových veží na veternej farmy prostredníctvom 3D tlače.
V súčasnosti je priemerná výška veže amerických veterných turbín len 80 metrov. Spoločnosť RCAM Technologies, ktorú založil Jason Cotrell z Národného laboratória pre obnoviteľnú energiu (NREL), plánuje používať technológiu 3D tlače, technológiu výroby železobetónových prísad, aby vytvorila veže 140 metrov a viac. Cotrell opustil v máji Národné laboratórium pre obnoviteľné zdroje energie NREL s cieľom získať finančné prostriedky na rozvoj technológie.
Vďaka nástroju Modeling Cost of Energy (LCOE) spoločnosť očakáva, že 140 metrov vysoká veža zvýši výrobu energie o viac ako 20% v oblastiach s vhodnou veternou energiou. Tým, že umožnia lopatkám zachytiť stabilnejšiu a silnejšiu veternú energiu, ultra vežná veža výrazne zvýši kapacitný faktor a výrazne zníži náklady na výrobu energie.
Podľa formulára žiadosti o financovanie predloženého Kalifornskej energetickej komisii (CEC) spoločnosť RCAM Technologies verí, že technológia 3D tlače "umožní vyrábať veže na mieste veternej farmy na polovicu nákladov na tradičné oceľové veže v oblastiach s nižším vetrom rýchlosť, môže znížiť náklady na energiu veternej energie o 11%. "
Digitálny betón
Cotrell vo videu, ktorý vydal NREL, uviedol: "Pri budovaní veternej farmy máme tendenciu využívať najvyššie možné veterné elektrárne na zachytávanie zdrojov veternej energie s vyššou rýchlosťou vetra. Avšak v tomto prípade sa priemer veže stane veľmi veľká a výrazne zvyšuje náročnosť cestnej dopravy.Technológia 3D tlače nám umožňuje používať automatizovaný výrobný proces na výrobu veží na mieste veternej farmy, čím sa vyhýbame dopravným a logistickým obmedzeniam. "
Podľa dohody s Kalifornskou energetickou komisiou bude RCAM Technologies zodpovedná za navrhovanie spodnej polovice dvoch vysoko vysokých hybridných vežových turbínových veží s výškou 140 až 170 metrov. V hornej polovici veže sa použije tradičná zúžená oceľová veža, zatiaľ čo spodná polovica bude postavená s využitím techník železobetónových aditív. Prototypová časť betónovej veže sa bude vyrábať pomocou robotického ramena a 3D tlačiarne a bude otestovaná na University of California, Irvine.
V praxi plánuje RCAM Technologies výrobu týchto betónových veží s veľkým priemerom na mieste veterných elektrární, a to buď betónom prepravovaným štandardnými dopravnými prostriedkami, alebo betónom zo zmiešavacích zariadení, ako je základové odlievanie.
Zvýšte potenciál kapacitného faktora
Výskum NREL dokazuje, že v oblastiach Great Plains môže ročný výkonný výkonový faktor niektorých veterných fariem prekročiť 50% s výškou veže 80 metrov. Je dobre známe, že aplikácia vyšších veží môže spôsobiť väčšiu hospodársku konkurencieschopnosť veternej energie vo viacerých regiónoch.
Na stretnutí americkej asociácie veternej energie v máji tohto roka výskumní pracovníci NREL napísali správu o technológii veterných turbín s vysokou vežou: "Mimo strediska veterného pásu sú priemerné náklady na vývoj veternej energie vyššie ako nízkonákladový zemný plyn a nízkonákladová výroba fotovoltaickej energie, ktorej náklady stále klesajú. "
"Aby sa rozšíril geografický rozsah aplikácií veternej energie, je potrebné neustále vyhodnocovať technológiu veže," dodal tím. "Vyššia výška náboja výrazne zvyšuje faktor kapacity."
Cesta na trh
Aaron Barr, senior konzultant spoločnosti MAKE Consulting, povedal v e-maile: "Po výške rozvádzača presahuje 120 metrov, betónové veže sa rýchlo stali cenovo výhodnou alternatívou k oceľovým rúram."
Barr poukázal na to, že v Európe sa betónové veže používajú už viac ako desať rokov. Avšak väčšina betónových veží je prefabrikovaná inde a zaslaná na miesto projektu. Spoločnosti technológie RCAM sa môžu vyhýbať mnohým obmedzeniam prepravy tým, že nalejú betón na mieste.
Dodal: "Pri nalievaní na mieste môžete ušetriť na logistických a materiálových nákladoch a priniesť niektoré z najsľubnejších aplikácií súčasnej technológie 3D tlače do odvetvia veternej energie."
Ale Barr varuje, že technológia 3D tlače môže zvýšiť čas zdvíhania veterných turbín. "Špeciálne vybavenie a čas na vytvrdzovanie betónu môže výrazne zvýšiť dobu výstavby veternej farmy." Povedal: "Vo väčšine veterných fariem v Spojených štátoch, ak bolo celé zariadenie premiestnené na miesto, rýchlosť zdvíhania môže dosiahnuť 1 jednotkou. / Deň, ešte rýchlejšie. Použitie výroby betónových veží na mieste značne predlžuje inštalačný cyklus, čím sa zvyšuje riziko a riziko realizácie rozvoja veternej farmy. "
Môže spoločnosť RCAM technológie vyrábať betónové vežičky s 3-D technológiou tlače tak rýchlo a lacno, ako odhaduje? Spoločnosť bude spolupracovať s laboratóriom stavebného inžinierstva na Kalifornskej univerzite v Irvine, aby dokončila prototypovú konštrukciu a testovanie.
Ako súčasť programu EnergyI-Corps spoločnosti NREL JasonCotrell a jeho kolega Scott Jenne navštívili 75 výrobcov strojov a vývojových spoločností.
"Zistili sme, že iný výrobca strojov skúma veľmi podobnú technológiu, že sme v kontakte s týmto výrobcom a tešíme sa na úzku spoluprácu s ním," povedal Cotrell vo videu, ktorý vydal NREL.
Cotrell potvrdil v e-maile, že RCAM Technologies diskutuje o spolupráci s niekoľkými výrobcami strojov, vrátane spoločnosti, ktorú spomenul vo videu bez otvoreného názvu.
