Teknologi pencetakan 3D diterapkan untuk pembuatan turbin angin untuk memecahkan masalah transportasi tenaga angin besar
Jika Anda pernah mengendarai truk di atas sebagian besar turbin angin, Anda akan menemukan bahwa keterbatasannya sangat jelas. Ketika mata pisau semakin panjang dan panjang, menara semakin tinggi dan semakin tinggi, dan menjadi sangat sulit untuk mengangkut bagian besar ini di jalan raya.
Startup California telah menemukan solusi: RCAM Technologies baru-baru ini menerima hibah $ 1,25 juta dari California Energy Commission (CEC) untuk menguji kelayakan pembuatan menara beton di ladang angin melalui pencetakan 3D.
Saat ini, rata-rata ketinggian menara dari turbin angin AS hanya 80 meter. RCAM Technologies, yang didirikan oleh Jason Cotrell dari National Renewable Energy Laboratory (NREL), berencana untuk menggunakan teknologi pencetakan 3D, teknologi manufaktur aditif beton bertulang, untuk membuat menara seluas 140 meter atau lebih. Cotrell meninggalkan Laboratorium Energi Terbarukan Nasional NREL pada bulan Mei untuk mencari pendanaan untuk mengembangkan teknologi.
Dengan NREL's Cost of Energy (LCOE) alat pemodelan, perusahaan mengharapkan menara setinggi 140 meter untuk meningkatkan pembangkit listrik hingga lebih dari 20% di daerah-daerah dengan energi angin geser angin yang sesuai. Dengan mengaktifkan pisau untuk menangkap energi angin yang lebih stabil dan lebih kuat, menara ultra-tinggi akan secara signifikan meningkatkan faktor kapasitas dan sangat mengurangi biaya pembangkitan listrik.
Menurut formulir aplikasi pendanaan yang disampaikan kepada Komisi Energi California (CEC), RCAM Technologies percaya bahwa teknologi pencetakan 3D "akan memungkinkan untuk memproduksi menara di lokasi pertanian angin dengan setengah biaya menara baja tradisional, di daerah dengan angin yang lebih rendah. kecepatan, Ini dapat mengurangi biaya listrik tenaga angin sebesar 11%. "
Beton digital
Cotrell mengatakan dalam sebuah video yang dirilis oleh NREL: "Ketika membangun ladang angin, kita cenderung menggunakan turbin angin yang paling tinggi untuk menangkap sumber energi angin dengan kecepatan angin yang lebih tinggi. Namun, dalam hal ini, diameter menara itu juga akan menjadi sangat besar, sangat meningkatkan kesulitan transportasi jalan. Teknologi pencetakan 3D memungkinkan kita untuk menggunakan proses pembuatan beton otomatis untuk menghasilkan menara di lokasi peternakan angin, sehingga menghindari pembatasan transportasi dan logistik. "
Berdasarkan perjanjian dengan Komisi Energi California, RCAM Technologies akan bertanggung jawab untuk merancang setengah bagian bawah dari dua menara turbin angin hibrida ultra tinggi antara 140 dan 170 meter. Setengah bagian atas menara akan menggunakan menara baja runcing tradisional, sedangkan bagian bawahnya akan dibangun menggunakan teknik pembuatan aditif beton bertulang. Bagian prototipe menara beton akan diproduksi menggunakan lengan robot dan printer 3D dan akan diuji di University of California, Irvine.
Dalam prakteknya, RCAM Technologies berencana untuk memproduksi menara beton berdiameter besar ini di lokasi pertanian angin, baik dengan beton yang diangkut oleh kendaraan angkutan standar atau dengan beton dari peralatan pencampuran seperti pengecoran pondasi.
Meningkatkan potensi faktor kapasitas
Penelitian NREL menunjukkan bahwa di Great Plains, faktor kapasitas pembangkit listrik tahunan dari beberapa ladang angin dapat melebihi 50% dengan ketinggian menara 80 meter. Sudah diketahui bahwa penerapan menara yang lebih tinggi dapat membuat tenaga angin lebih kompetitif secara ekonomi di lebih banyak wilayah.
Pada pertemuan American Wind Energy Association pada bulan Mei tahun ini, peneliti NREL menulis dalam laporan tentang teknologi turbin angin menara tinggi, "Di luar pusat sabuk angin, biaya pengembangan rata-rata tenaga angin lebih tinggi daripada gas alam berbiaya rendah. dan pembangkit listrik fotovoltaik berbiaya rendah, yang biayanya masih menurun. "
"Dalam rangka memperluas lingkup geografis aplikasi tenaga angin, perlu untuk terus mengevaluasi teknologi menara," tambah tim. "Ketinggian hub yang lebih tinggi secara signifikan meningkatkan faktor kapasitas."
Jalan menuju pasar
Aaron Barr, konsultan senior di MAKE Consulting, mengatakan dalam sebuah e-mail: "Setelah ketinggian hub melebihi 120 meter, menara beton dengan cepat menjadi alternatif hemat biaya untuk menara tabung baja."
Barr menunjukkan bahwa di Eropa, menara beton telah digunakan selama lebih dari satu dekade. Namun, sebagian besar menara beton dibuat di tempat lain dan dikirim ke lokasi proyek. Perusahaan teknologi RCAM dapat menghindari banyak pembatasan transportasi dengan menuangkan beton di lokasi.
Dia menambahkan: "Dengan menuangkan di tempat, Anda dapat menghemat biaya logistik dan bahan, dan membawa beberapa aplikasi yang paling menjanjikan dari teknologi pencetakan 3D saat ini ke industri tenaga angin."
Tapi Barr memperingatkan bahwa teknologi cetak 3D dapat meningkatkan waktu pengangkatan turbin angin. "Peralatan khusus dan waktu curing beton dapat sangat meningkatkan periode konstruksi ladang angin." Dia mengatakan: "Di sebagian besar ladang angin di Amerika Serikat, jika semua peralatan unit telah diangkut ke situs, kecepatan angkat dapat mencapai 1 satuan. / Hari, bahkan lebih cepat. Namun, penggunaan pembuatan menara beton di tempat akan sangat memperpanjang siklus instalasi, sehingga meningkatkan biaya dan risiko pelaksanaan pengembangan pembangkit listrik tenaga angin. "
Dapatkah RCAM Technologies memproduksi menara angin beton dengan teknologi pencetakan 3-D dengan cepat dan murah seperti perkiraannya? Perusahaan akan bekerja dengan Laboratorium Teknik Sipil di University of California, Irvine untuk menyelesaikan konstruksi dan pengujian prototipe.
Sebagai bagian dari program Energy-Corps NREL, JasonCotrell dan koleganya, Scott Jenne mengunjungi 75 pembuat mesin dan perusahaan pengembangan.
“Kami menemukan bahwa pabrikan mesin lain sedang menjajaki teknologi yang sangat mirip, kami berhubungan dengan pabrikan itu dan berharap dapat bekerja sama dengannya,” kata Cotrell dalam video yang dirilis oleh NREL.
Cotrell menegaskan dalam sebuah email bahwa RCAM Technologies sedang mendiskusikan kerjasama dengan beberapa pembuat mesin, termasuk perusahaan yang disebutkannya dalam video tanpa nama terbuka.
