3D-printing technologie toegepast om te wind turbine productie op te lossen het probleem van grote wind power vervoer
Als u ooit een vrachtwagen over een groot deel van een windturbine gereden hebt, vindt u dat de beperkingen ervan duidelijk zijn. Als de messen langer krijgen en langer, de torens worden steeds hoger en hoger, en het wordt erg moeilijk voor het vervoer van deze grote delen op de snelweg.
Een Californië opstarten is gekomen met een oplossing: RCAM Technologies onlangs ontving een bedrag van 1,25 miljoen dollar subsidie van de California Energy Commissie (CEC) om te testen de haalbaarheid van de productie van betonnen torens op het windpark door middel van 3D printen.
Op dit moment toren de gemiddelde hoogte van de Amerikaanse wind turbines ligt op slechts 80 meter. RCAM technologieën, opgericht door Jason Cotrell van het nationale hernieuwbare energie Laboratory (NREL), wil een 3D printing technologie, gewapend beton additieve productietechnologie, gebruik te maken van de torens van 140 meter of meer. Cotrell verliet het NREL nationale hernieuwbare energie laboratorium in mei te zoeken naar middelen om de technologie te ontwikkelen.
Met NREL de kosten van energie (LCOE) modeling instrument verwacht het bedrijf een 140-meter-hoge toren te verhogen van elektriciteitsproductie met meer dan 20% in gebieden met geschikte windschering windenergie. Doordat de messen te vangen meer stabiel en sterkere windenergie, zal de ultra-hoge toren aanzienlijk verhogen de capaciteitsfactor en generatie energiekosten sterk te reduceren.
Volgens de financiering aanvraagformulier ingediend aan de California Energy Commissie (CEC), RCAM-technologieën van mening dat 3D printing technologie "het mogelijk maken zal voor de vervaardiging van torens op de website van de boerderij wind op de helft van de kosten van traditionele stalen torens, in gebieden met lagere windsnelheden, het kan een kostenbesparing macht van windenergie met 11%."
Digitale beton
Cotrell zei in een video uitgebracht door NREL: "bij de bouw van een windmolenpark, hebben we de neiging om de hoogste mogelijke windturbines te halen wind energiebronnen met hogere windsnelheden. Echter, in dit geval de diameter van de toren zal ook worden zeer groot, sterk te verhogen de moeilijkheid van het wegvervoer. 3D-printing technologie stelt ons in staat met een geautomatiseerde concrete productieproces te produceren torens op de wind farm site, dus het vermijden van transport en logistieke beperkingen."
Onder een overeenkomst met de California Energy Commission zijn RCAM technologieën verantwoordelijk voor het ontwerpen van de onderste helft van de twee torens van ultra-hoge hybride wind turbine tussen 140 en 170 meter hoog. De bovenste helft van de toren zal gebruik maken van een traditionele taps toelopende stalen toren, terwijl de onderste helft zal worden gebouwd met behulp van gewapend beton additieve fabricagetechnieken. Het prototype-gedeelte van de betonnen toren zal worden vervaardigd met behulp van een robotachtig wapen en een 3D-printer en zal worden getest op de Universiteit van Californië, Irvine.
In de praktijk plannen RCAM technologieën voor de vervaardiging van deze grote diameter concrete torens op de wind farm site, hetzij door beton vervoerd door standaard transport-/ bedrijfswagens of beton van het mengen van apparatuur zoals Stichting gieten.
Verhogen van het potentieel van de capaciteitsfactor
Het NREL onderzoek toont aan dat in de Great Plains, de jaarlijkse elektriciteitsproductie capaciteitsfactor van sommige windparken kan meer dan 50% met de hoogte van een toren van 80 meter. Het is algemeen bekend dat de toepassing van hogere torens windenergie meer economisch concurrerende in meer regio's maken kunt.
Tijdens een bijeenkomst van de American Wind Energy Association in mei van dit jaar schreef NREL onderzoekers in een rapport op hoge-toren wind turbine-technologie, "buiten de wind riem center, de ontwikkelingskosten van de gemiddelde van windenergie is hoger dan goedkope aardgas en low-cost fotovoltaïsche elektriciteitsproductie, waarvan de kosten nog steeds afneemt."
"Om uit te breiden van de geografische reikwijdte van wind power toepassingen, er moet een doorlopende evaluatie van de toren-technologie," het team toegevoegd. "De hogere hub hoogte aanzienlijk verhoogt de capaciteitsfactor."
De weg naar de markt
Aaron Barr, senior consultant bij MAKE Consulting, zei in een e-mail: "Na de hub hoogte 120 meter overschrijdt, concrete torens snel geworden een kosteneffectief alternatief voor stalen buis torens."
Barr heeft erop gewezen dat de concrete torens in Europa, in gebruik voor meer dan een decennium geweest. Meest concrete torens zijn echter elders geprefabriceerde en verscheept naar de projectsite. RCAM technologiebedrijven kunnen vermijden veel transport beperkingen door gieten beton ter plaatse.
Hij voegde eraan toe: "Met on-site gieten, kunt besparen op de kosten van logistiek en materialen, en sommige van de meest veelbelovende toepassingen van huidige 3D printing technologie te brengen van de windenergiesector."
Maar Barr waarschuwt dat 3D printing technologie de hijs tijd van windturbines verhogen kan. "Speciale uitrustingen en beton tijd genezen kunnen sterk verhogen de bouwperiode van het windpark." Hij zei: "In de meeste windmolenparken in de Verenigde Staten, als de eenheid van alle apparatuur heeft zijn vervoerd naar de site, de hijs snelheid kunt bereiken 1 eenheid. / Dag, nog sneller. Echter, het gebruik van on-site productie van concrete torens aanzienlijk langer de cyclus van installatie, waardoor het risico van het kosten en uitvoering van de ontwikkeling van windmolenparken."
Kan RCAM technologieën vervaardiging concrete wind torens met 3D-printing technologie zo snel en goedkoop als hij schat? Het bedrijf werkt met het laboratorium voor civiele techniek aan de Universiteit van Californië, Irvine te voltooien van het prototype constructie en het testen.
Als onderdeel van het NREL EnergyI-Corps programma bezocht JasonCotrell en zijn collega Scott Jenne 75 machine bouwers en ontwikkeling bedrijven.
"Wij vonden dat een andere machinefabrikant is het verkennen van een zeer gelijkaardige technologie, wij zijn in contact met die fabrikant en kijk uit naar een nauwe samenwerking met het," zei Cotrell in een video uitgebracht door NREL.
Cotrell bevestigd in een e-mail dat RCAM technologieën discussieert over samenwerking met verschillende bouwers van de machine, met inbegrip van het bedrijf dat hij noemde in de video zonder de naam van een open.
