12 مايو، 2021

جورنالك

الخبر كما هو ، منكم و اليكم

ستصنع GE توربينات رياح أطول باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد

أعلنت GE اليوم أنها تطور توربينات رياح بحجم ناطحة سحاب بقواعد ضخمة مطبوعة ثلاثية الأبعاد. يخطط التكتل للعمل مع شركاء في صناعة البناء لإنتاج طابعة ومواد يمكن نشرها في نهاية المطاف في جميع أنحاء العالم.

يمكن أن تستفيد التوربينات الطويلة من رياح أقوى على ارتفاعات أعلى ، وتدعم الهياكل ريش أكبر تولد المزيد من الطاقة. لكن بناء توربينات أكبر يجعل نقل القطع اللازمة لتجميعها كابوسًا لوجستيًا. تأمل GE في طباعة قاعدة التوربينات ثلاثية الأبعاد في أي مكان تريد وضعه فيه ، بحيث لا تحتاج إلى السحب حول قطعة ضخمة من الخرسانة أو الفولاذ. وتقول الشركة أن توربيناتها البرية يمكن أن تصل إلى 200 متر ، وهو أطول من سياتل سبيس نيدل وأكثر من ضعف متوسط ​​ارتفاع توربينات الرياح في الولايات المتحدة اليوم.

شهدت توربينات الرياح البرية طفرة نمو هائلة منذ الثمانينيات ، عندما بلغ متوسط ​​ارتفاعها حوالي 20 مترًا في الولايات المتحدة – دون حساب الشفرات. في ظل الظروف المثالية ، يبلغ الحد الأقصى لإنتاج تلك التوربينات السابقة حوالي 100 كيلو واط لكل توربين. بحلول عام 2017 ، نمت هذه الأرقام إلى 84 مترًا بإنتاج أكثر من 2 ميجاوات (2000 كيلووات). يمكن أن تصل التوربينات في أجزاء من أوروبا ، حيث لا توجد رياح قوية أقرب إلى الأرض ، إلى ارتفاعات أكبر. واحد من أطول التوربينات البرية ، في Gaildorf ، ألمانيا ، يبلغ ارتفاعه 178 مترا. تريد GE أن تصبح أكبر.

نظرًا لأنها واحدة من أكبر الشركات المصنعة لتوربينات الرياح في العالم ، يمكن لشركة GE أن تستهل حقبة جديدة تمامًا لتصميم وبناء توربينات الرياح. لكنها لن تكون أول شركة تبحث في الطباعة ثلاثية الأبعاد لطاقة الرياح. بدأت Startup RCAM Technologies ، بتمويل من 1.25 مليون دولار من هيئة كاليفورنيا للطاقة ، في عام 2017 لبناء برجين توربينيين بطريقة مماثلة – لا تزال أبحاثهما مستمرة. وهذا يعني أن GE يمكن أن تكون أول من صنع توربينات الرياح بقاعدة مطبوعة ثلاثية الأبعاد متاحة تجاريًا. أكملت الشركة أول نموذج أولي لها في أكتوبر 2019 ، وتخطط لبدء الإنتاج في عام 2023.

يقول بول فيرز ، كبير المهندسين في المركز القومي لتكنولوجيا الرياح وكبير زملاء البحث في المختبر الوطني للطاقة المتجددة للطباعة ثلاثية الأبعاد: "إن ما تبحث عنه هو تقنية تمكن الصناعة من الوصول إلى مستوى جديد". من المحتمل أن تقلل التكنولوجيا الجديدة مقدار الوقت والجهد اللازمين لتركيب التوربينات ، وخاصة على الشاطئ ، حيث تميل التوربينات إلى أن تكون أصغر من نظيراتها البحرية (من الأسهل نقل المواد عن طريق البحر). يقول فيرز: "إنها نقطة انطلاق نحو الجيل التالي من محطات الرياح".

تعتقد جنرال إلكتريك أنها تستطيع بناء توربين يبلغ ارتفاعه 160 مترًا ، 5 ميجاوات ، والذي يولد طاقة أكثر بنسبة 33 بالمائة سنويًا من توربين نصف الحجم – مع توفير "كبير" في التكلفة. وبما أنه من الأسهل عادةً نقل طابعة ثلاثية الأبعاد من برج 100 إلى 200 متر ، فسوف تكون قادرة على جلب طاقة الرياح المتجددة إلى أسواق جديدة ، كما تقول الشركة الحافة. كما سيخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري القادمة من نقل الهياكل العملاقة أيضًا.

يقول ماتيو بيلوتشي ، رائد تكنولوجيا التصنيع المتقدمة لشركة GE Renewable Energy: "إنه تعاون دولي يهدف حقًا إلى تغيير العالم نحو الأفضل باستخدام الطاقة المتجددة ، وكذلك مع المزيد من التقنيات المستدامة لصنع هذه المنتجات".

قاعدة GE النموذجية المطبوعة ثلاثية الأبعاد لتوربينات الرياح
جنرال إلكتريك للطاقة المتجددة / كوبود / لافارج هولسيم.

تعمل جنرال إلكتريك وشركاؤها في هذا المسعى – شركة طباعة البناء ثلاثية الأبعاد ، COBOD ، وشركة مواد البناء ، LafargeHolcim – على قواعد خرسانية ثلاثية الأبعاد قد يتراوح طولها بين 10 إلى 80 مترًا. يمكنهم بعد ذلك إضافة برج فولاذي إلى القاعدة لجعل التوربين أطول. بعض أبراج التوربينات في أوروبا مصبوبة بالفعل في الأسمنت في الموقع لتجنب إزعاج نقلها ، ولكن الطباعة ثلاثية الأبعاد تقضي على تكاليف العمالة التي تأتي مع تجميع القطع الخرسانية معًا.

لا تزال الخرسانة ثلاثية الأبعاد تواجه تحديات. كلما صُنعت الخرسانة لتكون أقوى ، أصبحت أكثر صعوبة في وضعها – أو في هذه الحالة ، طباعتها. يوضح أوين روبرتس ، مهندس في المختبر الوطني للطاقة المتجددة: "هناك مقايضة كبيرة بين خصائص المواد ، وقوة المواد ، ومدى سهولة طباعتها ، إن شئت".

يركز الكثير من الأبحاث الحالية على اكتشاف عمل التوازن هذا. وتأمل الصناعة أنه بمساعدة هذا الجيل القادم من الطباعة ثلاثية الأبعاد ، فإن طاقة الرياح البرية يمكن أن تمتد إلى ارتفاعات أكثر نظافة وقوة.