通用电气开发具有大型3D打印基座的摩天大楼级风力发电机

通用电气今天宣布，它正在开发具有大型3D打印基座的摩天大楼级风力发电机。该集团计划与建筑行业的合作伙伴合作生产打印机和材料，并最终将其部署到世界各地。

更高的涡轮机可以利用更高海拔的强风，并且结构支撑更大的叶片，从而产生更大的功率。但是建造更大的涡轮机使得运输将其组装在一起所需的零件成为后勤上的噩梦。GE希望在要放置涡轮机的任何地方进行3D打印，这样他们就不必拖拉巨大的混凝土或钢材。该公司表示，其陆上涡轮机的高度可能高达200米，比西雅图太空针塔高，并且是当今风力涡轮机平均高度的两倍以上。

陆上涡轮机最高可达200​​米

自1980年代以来，陆上风力涡轮机出现了大幅增长，当时，它们在的平均高度约为20米，这还不包括叶片。在理想条件下，那些早期的涡轮机每台涡轮机的最大输出功率约为100kW。到2017年，这些数字增加到84米高，输出功率超过2MW(2000kW)。在欧洲部分地区，涡轮机靠近地面的风不会很大，因此可以达到更高的高度。德国盖尔多夫(Gaildorf)最高的陆上涡轮机之一，塔高178米。GE希望做得更大。

由于它是全球最大的风力涡轮机制造商之一，因此GE可以迎来风力涡轮机设计和建造的全新时代。但这并不是第一家研究风能3D打印的公司。初创公司RCAM Technologies从加利福尼亚能源委员会获得125万美元的资金，于2017年着手以类似的方式建造两座涡轮机塔架，但他们的研究仍在进行中。这意味着通用电气可能是第一个将具有3D打印基础的风力涡轮机投入商业生产的公司。该公司于2019年10月完成了其首个原型，并计划于2023年开始生产。

风能技术中心首席工程师，可再生能源实验室3D打印高级研究员Paul Veers说：“您正在寻找的是一种能够使行业迈向更高水平的技术。” 这项新技术有可能减少安装涡轮机所需的时间和劳力，尤其是在陆上，因为涡轮机往往比海上的同类设备要小(海上运输物料更容易)。Veers说：“这是下一代风力发电厂的垫脚石。”

“这是下一代风力发电厂的垫脚石”

GE相信，它可以建造一个160米高的5MW涡轮机，该涡轮机每年发电量比一半大小的涡轮机高33%-节省了“可观的”成本。该公司告诉The Verge，由于运输3D打印机通常比100至200米的塔架更容易，因此它将能够将可再生风能引入新市场。这也将减少运输大型建筑物所产生的温室气体排放。

GE可再生能源高级制造技术负责人Matteo Bellucci说：“这是一次国际合作，旨在通过可再生能源以及更可持续的技术来制造这些产品，从而改善世界。”

GE及其合作伙伴(3D建筑印刷公司COBOD和建材公司LafargeHolcim)正在努力进行3D打印混凝土基座，这些基座的高度可能在10至80米之间。然后，他们可以在底座上增加一个钢塔，以使涡轮机更高。欧洲的一些涡轮机塔架已经在现场浇铸了水泥，以避免运输它们的麻烦，但是3D打印消除了将混凝土块组装在一起时的人工成本。

3D打印混凝土仍然面临挑战。制成的混凝土越坚固，放置它就越棘手，或者在这种情况下，将其打印出来。可再生能源实验室的工程师欧文·罗伯茨(Owen Roberts)解释说：“在材料特性，材料强度以及印刷的容易程度之间要进行很大的权衡。”

当前许多研究都集中在弄清这种平衡行为上。业界希望，借助下一代3D打印，陆上风能可以将自身扩展到更清洁，更强大的高度。