Высота — это сила, когда речь идет о башнях ветряных турбин. Чем они выше, тем больше энергии они могут вырабатывать. Транспортировка массивных компонентов башни к месту их установки является сложной с точки зрения логистики и дорогостоящей задачей, но у GE Renewable Energy есть решение: 3D-печать основания бетонной башни на месте, что упрощает строительство высоких ветряных турбин, делает их более эффективными и требует меньших затрат на транспортировку и расходы.
21 апреля заместитель помощника госсекретаря EERE по возобновляемым источникам энергии Алехандро Морено принял участие в церемонии разрезания ленточки для нового 3D-принтера в исследовательском центре GE в Бергене, штат Нью-Йорк, где эксперты оптимизируют способ 3D-печати бетона и сделают его промышленным. В 2020 году Управление технологий ветроэнергетики EERE выделило GE Renewable Energy 5 миллионов долларов на развитие технологии 3D-печати.
Этот проект может открыть двери для большего количества ветряных установок по всей стране, что позволит увеличить масштабы использования энергии ветра, что имеет решающее значение для достижения целей администрации Байдена по уменьшению углеродных выбросов. Сегодня ветровая энергия обеспечивает около 9% общего производства электроэнергии в США с установленной мощностью более 120 гигаватт, но с этими более высокими башнями, которые могут получить доступ к более скоростным ветрам, мы можем значительно расширить выработку недорогой энергии ветра в таких регионах, как северо-восток и юго-восток США.
Строительство более высокой башни включает в себя интеграцию пьедестала, на котором она стоит, с фундаментом турбины. Подошва GE для печати и другие штабелируемые секции могут достигать высоты более 20 метров, что помогает увеличить высоту узла до более чем 140 метров, что вдвое больше, чем 20 лет назад.
Установка более высоких ветряных башен имеет экономический смысл, потому что более высокие башни, захватывающие больше ветра, снижают затраты на каждую установку, снижают общую стоимость энергии и приводят к снижению затрат на электроэнергию для потребителей. Их печать на месте решает проблему транспортировки огромных башен в места, где нет доступа к железным или автомобильным дорогам, по которым могут проехать большие грузовики, и дает возможность получать больше энергии ветра в большем количестве мест. Ветер уже конкурентоспособен по стоимости во многих частях Соединенных Штатов, примерно по 2–3 цента за киловатт-час, но Министерство энергетики планирует сократить стоимость энергии ветра вдвое к 2030 году.
С помощью нового исследовательского центра GE Renewable Energy работает над тем, чтобы сделать компоненты градирни и аддитивное производство более экологичными. В будущем компания надеется сократить на 15-30% количество углеродоёмкого бетона и арматуры, используемых для строительства фундаментов башен. Только на производство цемента приходится 7% глобальных выбросов CO2, что является огромной долей для одного производителя. А декарбонизировать его по своей природе сложно, поэтому всё, что мы можем сделать, чтобы сократить использование бетона, невероятно важно. Исследователи на объекте также работают над совершенствованием использования переработанных лопастей ветряных турбин в качестве сырья для добавочного бетона с целью получения формулы добавочного бетона, которая полностью пригодна для вторичной переработки, что еще больше снижает выбросы углерода.
Трёхмерная печать бетона на месте установки означает, что высота секций башни может быть настроена для различных установок и мест. А на ветряных электростанциях, использующих эту технологию, будут созданы новые рабочие места для строительства ветряных башен.
Исследования и технологические достижения могут открыть и расширить использование энергии ветра в Соединенных Штатах, предоставив большему количеству американцев доступ к экологически чистой энергии. Такие производственные технологии, как 3D-печать, которые упрощают установку и сокращают транспортные расходы, могут помочь в этом.
Узнайте больше о состоянии наземной ветроэнергетики, прочитав отчет о рынке ветроэнергетики за 2021 год.