Tecnología de impresión 3D aplicada a la turbina de viento de fabricación para resolver el problema de transporte de energía de viento grande

- Dec 03, 2018-

Tecnología de impresión 3D para fabricación de turbina para resolver el problema de transporte de energía grande del viento del viento

Si nunca has conducido un camión sobre una gran parte de una turbina de viento, usted encontrará que sus limitaciones son obvias. Como las hojas consigue más de largas y ya, las torres son cada vez más alto y más alto, y resulta muy difícil para el transporte de estas piezas grandes en la carretera.

Un inicio de California ha ideado una solución: RCAM tecnologías recientemente recibió una subvención de $ 1,25 millones de la Comisión de energía de California (CEC) para probar la viabilidad de la fabricación de torres de hormigón en el parque eólico con la impresión en 3D.

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En la actualidad, la media Torre altura del viento Estados Unidos turbinas está a sólo 80 metros. RCAM Technologies, fundada por Jason Cotrell del laboratorio nacional de energías renovables (NREL), planea utilizar una tecnología de impresión 3D, la tecnología de fabricación aditiva de hormigón armado, para hacer torres de 140 metros o más. Cotrell dejó el laboratorio nacional de energías renovables NREL en mayo a buscar financiación para el desarrollo de la tecnología.

Con la herramienta de modelado de NREL costo de la energía (LCOE), la compañía espera una torre de 140 metros de altura para aumentar la generación de energía en más del 20% en áreas con adecuado esquileo del viento la energía eólica. Habilitando las hojas captar la energía de viento más estable y más fuerte, la torre alta se aumentar considerablemente el factor de capacidad y reducir los costes de generación de energía.

Según la financiación solicitud presentada a la Comisión de energía de California (CEC), tecnologías de RCAM cree que tecnología de impresión 3D "hará posible para la fabricación de Torres en el sitio de la granja de viento en la mitad del costo de las torres de acero tradicionales, en zonas con velocidades de viento bajas, puede reducir el costo de la energía de la energía eólica en un 11%."

Concreto digital

Cotrell dijo en un video difundido por NREL: "al construir un parque eólico, tendemos a utilizar los aerogeneradores más alto posible para captar recursos de energía de viento con velocidades de viento más altas. Sin embargo, en este caso, el diámetro de la torre también será muy grande, aumentando considerablemente la dificultad del transporte por carretera. Tecnología de impresión 3D nos permite utilizar un proceso de fabricación automatizada de hormigón para producir Torres en el sitio de la granja del viento, evitando restricciones de logística y transporte".

Bajo un acuerdo con la Comisión de energía de California, tecnologías de RCAM será responsable de diseñar la mitad inferior de dos híbridos alta torres de aerogeneradores entre 140 y 170 metros de altura. La mitad superior de la torre utiliza una torre de acero cónica tradicional, mientras que la mitad inferior se construirá utilizando técnicas de fabricación aditivos de hormigón armado. La parte del prototipo de la torre de hormigón se fabricará utilizando un brazo robótico y una impresora 3D y pondrá a prueba en la Universidad de California, Irvine.

En la práctica, tecnologías RCAM planea fabricar estas torres hormigón de gran diámetro en el sitio de la granja de viento, ya sea transportadas por vehículos de transporte estándar o por concreto de equipo tales como bastidor de base de mezcla de hormigón.

Aumentar el potencial del factor de capacidad

La investigación de NREL muestra que en las grandes llanuras, la generación anual de energía factor de capacidad de algunos parques eólicos puede superar el 50% con una altura de torre de 80 metros. Es bien sabido que la aplicación de las torres más altas puede hacer la energía eólica más económicamente competitiva en más regiones.

En una reunión de la American Wind Energy Association en mayo de este año, los investigadores NREL escribieron en un informe sobre tecnología de la turbina de viento de torre alta, "fuera el centro de banda de viento, el costo promedio de desarrollo de energía eólica es superior al gas natural de bajo costo y de bajo costo generación eléctrica fotovoltáica, cuyo costo todavía está disminuyendo. "

"Para ampliar el alcance geográfico de aplicaciones de energía eólica, es necesario evaluar continuamente la tecnología de torre," el equipo ha añadido. "La mayor altura del cubo aumenta significativamente el factor de capacidad".

El camino al mercado

Aaron Barr, consultor senior en hacer consultoría, dijo en un e-mail: "Después de la altura del cubo exceda de 120 metros, torres de hormigón han convertido rápidamente en una alternativa rentable a las torres de tubo de acero."

Barr señaló que en Europa, torres de concreto han estado en uso durante más de una década. Sin embargo, torres más concretos prefabricados en otros lugares y enviados al sitio del proyecto. Las empresas de tecnología de la RCAM pueden evitar muchas restricciones de transporte de concreto colada en sitio.

Agregó: "Con colada in situ, puede ahorrar en costos de logística y materiales y traer algunas de las aplicaciones más prometedoras de la actual tecnología de impresión 3D para la industria de energía eólica."

Sin embargo, Barr advierte que tecnología de impresión 3D puede aumentar el tiempo de elevación de turbinas eólicas. "Equipo especial y concreto tiempo de curado pueden aumentar considerablemente el período de construcción del parque eólico de." Él dijo: "en la mayoría de parques eólicos en los Estados Unidos, si todos los equipos de la unidad ha sido transportado al sitio, la velocidad de elevación puede llegar a 1 unidad. Día, incluso más rápido. Sin embargo, el uso de la fabricación in situ de hormigón Torres grandemente alargará el ciclo de instalación, lo que aumenta el riesgo de coste e implementación de desarrollo de granja eólica."

¿Puede RCAM tecnologías fabricar torres de viento concreto con tecnología de impresión 3D como forma rápida y económica como calcula? La compañía trabajará con el laboratorio de Ingeniería Civil de la Universidad de California, Irvine para completar el prototipo de construcción y pruebas.

Como parte del programa de EnergyI-cuerpo de NREL, JasonCotrell y su colega Scott Jenne visitaron 75 máquina constructores y empresas de desarrollo.

"Encontramos que otro fabricante está estudiando una tecnología muy similar, estamos en contacto con este fabricante y esperamos trabajar estrechamente con él", Cotrell dijo en un video difundido por NREL.

Cotrell confirmó en un correo electrónico que RCAM tecnologías es hablar de cooperación con varios constructores de la máquina, incluyendo la empresa que menciona en el video sin un nombre abierto.


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