3D tehnologija štampe primenjena na proizvodnju vetrogeneratora kako bi se rešio problem velikog transporta vjetroelektrane
Ako ste ikada vozili kamion preko velikog dela turbine vetra, videćete da su ograničenja očigledna. S obzirom da lopatice postaju duže i duže, kula postaju sve veća i veća, i to je veoma teško transportovati ove velike delove na autoputu.
Početak kompanije California je došao do rešenja: RCAM Technologies je nedavno dobio grant od 1,25 miliona dolara iz kalifornijske komisije za energetiku (CEC) da bi testirao izvodljivost proizvodnje betonskih kula na vetroparku pomoću 3D štampanja.
Trenutno je visoka visina vetroturbina u SAD samo 80 metara. RCAM Technologies, koju je osnovao Jason Cotrell iz Nacionalne laboratorije za obnovljivu energiju (NREL), planira da koristi tehnologiju 3D štampanja, tehnologiju za proizvodnju dodataka od armiranog betona, da bi napravila kule od 140 metara ili više. Cotrell je u maju napustio Nacionalnu laboratoriju za obnovljivu energiju u NREL-u da traži sredstva za razvoj tehnologije.
Sa alatom za modeliranje NREL-a za troškove energije (LCOE), kompanija očekuje da će 140-metara visoki toranj povećati proizvodnju energije za više od 20% u područjima sa odgovarajućom vjetroenergijom. Omogućavanjem sečivima da uhvate stabilniju i jaču energiju vjetra, ultra-visoki toranj značajno će povećati faktor kapaciteta i znatno smanjiti troškove proizvodnje električne energije.
Prema obrazcu za prijavu finansiranja koji je podnet Kalifornijskoj komisiji za energiju (CEC), RCAM Technologies smatra da će 3D tehnologija štampe "omogućiti proizvodnju tornjeva na lokaciji vjetroelektrane na polovini troškova tradicionalnih čeličnih tornjeva, u područjima sa manjim vjetrom brzine, može smanjiti troškove snage vjetra za 11%. "
Digitalni beton
Cotrell je rekao u video snimku NREL-a: "Pri izgradnji vjetroelektrane težimo da upotrebimo najviše moguće turbine vjetroelektrana kako bi uhvatili vjetroenergetske resurse sa većom brzinom vjetra, ali u ovom slučaju, prečnik kula će također postati veoma velikim, značajno povećavajući poteškoće u drumskom transportu. 3D tehnologija štampe nam omogućava da koristimo automatizovani proizvodni proces proizvodnje betona na lokaciji vjetroelektrana, čime se izbjegavamo transportne i logističke restrikcije. "
Prema dogovoru sa Kalifornijskom komisijom za energiju, RCAM Technologies će biti odgovoran za dizajniranje donje polovine dvije ultra-visoke hibridne vetrogeneratorske kule između 140 i 170 metara visine. Gornja polovina kula će koristiti tradicionalni stožasti čelični toranj, dok će donja polovina biti konstruirana uz pomoć tehnike proizvodnje armiranog betona. Prototipni dio betonskog tornja će se proizvoditi pomoću robotske ruke i 3D štampača i biće testiran na Univerzitetu Kalifornija, Irvine.
U praksi, RCAM Technologies planira proizvodnju ovih betonskih kula velikog prečnika na lokaciji vjetroelektrane, bilo betonom koji se transportuje standardnim prevoznim sredstvima ili betonom iz opreme za miješanje kao što je livenje osnove.
Povećati potencijal faktora kapaciteta
Istraživanje NREL-a pokazuje da u Velikoj ravnini godišnji faktor snage proizvodnje nekih vetroelektrana može da pređe 50% uz visinu kule od 80 metara. Poznato je da primjena viših kula može učiniti vetrenu moć ekonomski konkurentnijom u više regija.
Na sastanku Američkog udruženja za vjetarsku energiju u maju ove godine, istraživači NREL-a su napisali u izvještaju o tehnologiji vjetroturbine vjetrogeneratora, "van centra vjetroagregata, prosječni troškovi razvoja vjetroelektrane su veći od niskih cijena prirodnog gasa i niske troškove proizvodnje fotonaponske energije, čiji troškovi se i dalje smanjuju. "
"Da bi proširili geografski obim primene vjetroelektrane, neophodno je kontinuirano procjenjivati tehnologiju kula", dodao je tim. "Visoka visina glavčine značajno povećava faktor kapaciteta."
Put do tržišta
Aaron Barr, viši konsultant u kompaniji MAKE Consulting, rekao je u e-mail poruci: "Nakon što visina glavčine prelazi 120 metara, betonski tornjevi brzo postaju ekonomična alternativa za čelične cijevi."
Barr je istakao da su u Evropi konkretne kule u upotrebi više od jedne decenije. Međutim, većina betonskih kula je prefabrikovana na drugim mestima i otpremljena na lokaciju projekta. Tehnološke kompanije RCAM mogu izbjeći mnoga ograničenja u transportu tako što se beton na terenu izbjegava.
Dodao je: "Sa izlaganjem na licu mesta možete uštedjeti troškove logistike i materijala i donijeti neke od najopasnijih aplikacija trenutne 3D tehnologije štampe za industriju energije vjetra."
Barr upozorava da tehnologija 3D štampanja može povećati vrijeme podizanja turbina na vjetru. "Specijalna oprema i vreme sušenja betona u velikoj mjeri mogu povećati vrijeme izgradnje vjetroelektrane." On je rekao: "U većini vjetroelektrana u Sjedinjenim Američkim Državama, ako je sva jedinica opreme prevezena na lokaciju, brzina podizanja može doseći 1 jedinica. / Dan, još brže. Međutim, upotreba proizvodnje betonskih kula na licu mesta u velikoj meri će produžiti ciklus instalacije, čime će se povećati troškovi i rizik implementacije razvoja vjetroelektrana. "
Da li RCAM Technologies izradi betonske vetroelektrane sa 3-D tehnologijom štampe što brzo i jeftinije koliko procjenjuje? Kompanija će raditi sa Građevinskom Laboratorijom na Kalifornijskom Univerzitetu u Irvinu kako bi završila izgradnju i testiranje prototipa.
U sklopu programa EnergyI-Corps programa NREL, JasonCotrell i njegov kolega Scott Jenne posetili su 75 mašinskih proizvođača i razvojnih kompanija.
"Utvrdili smo da drugi proizvođač mašina istražuje veoma sličnu tehnologiju, u kontaktu sa tim proizvođačem i radujemo se bliskoj saradnji s njim", rekla je Cotrell u video snimku NREL-a.
Cotrell potvrdio je u e-mailu da RCAM Technologies govori o saradnji sa nekoliko proizvođača mašina, uključujući i kompaniju koju je video na video snimku bez otvorenog imena.
