通用電氣開發(fā)具有大型3D打印基座的摩天大樓級風力發(fā)電機

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力發(fā)電機。該集團計劃與建筑行業(yè)的合作伙伴合作生產(chǎn)打印機和材料，并最終將其部署到世界各地。

更高的渦輪機可以利用更高海拔的強風，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的任何地方進行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，其陸上渦輪機的高度可能高達200米，比西雅圖太空針塔高，并且是當今風力渦輪機平均高度的兩倍以上。

陸上渦輪機最高可達200??米

自1980年代以來，陸上風力渦輪機出現(xiàn)了大幅增長，當時，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，那些早期的渦輪機每臺渦輪機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)，渦輪機靠近地面的風不會很大，因此可以達到更高的高度。德國蓋爾多夫(Gaildorf)最高的陸上渦輪機之一，塔高178米。GE希望做得更大。

由于它是全球最大的風力渦輪機制造商之一，因此GE可以迎來風力渦輪機設計和建造的全新時代。但這并不是第一家研究風能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塔架，但他們的研究仍在進行中。這意味著通用電氣可能是第一個將具有3D打印基礎的風力渦輪機投入商業(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)。

風能技術中心首席工程師，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。” 這項新技術有可能減少安裝渦輪機所需的時間和勞力，尤其是在陸上，因為渦輪機往往比海上的同類設備要小(海上運輸物料更容易)。Veers說：“這是下一代風力發(fā)電廠的墊腳石。”

“這是下一代風力發(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，該渦輪機每年發(fā)電量比一半大小的渦輪機高33%-節(jié)省了“可觀的”成本。該公司告訴The Verge，由于運輸3D打印機通常比100至200米的塔架更容易，因此它將能夠?qū)⒖稍偕L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負責人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，以使渦輪機更高。歐洲的一些渦輪機塔架已經(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行很大的權(quán)衡。”

當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，陸上風能可以將自身擴展到更清潔，更強大的高度。