13 Maggio، 2021

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GE realizzerà turbine eoliche più alte utilizzando la stampa 3D

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GE ha annunciato oggi che sta sviluppando turbine eoliche delle dimensioni di un grattacielo con enormi basi stampate in 3D. Il conglomerato prevede di collaborare con partner del settore edile per produrre sia una stampante che materiali che potrebbero essere successivamente impiegati in tutto il mondo.

Le turbine più alte possono sfruttare venti più forti a quote più elevate e le strutture supportano pale più grandi che generano più potenza. Ma costruire turbine più grandi rende il trasporto dei pezzi necessari per metterlo insieme un incubo logistico. GE spera di stampare in 3D la base di una turbina dove vogliono posizionarla, in modo che non debbano spostarsi attorno a un gigantesco pezzo di cemento o acciaio. La società afferma che le sue turbine onshore potrebbero raggiungere i 200 metri di altezza, che è più alta del Seattle Space Needle e più del doppio dell'altezza media delle turbine eoliche negli Stati Uniti oggi.

Le turbine eoliche terrestri hanno avuto un forte aumento di crescita dagli anni '80, quando hanno raggiunto un'altezza media di circa 20 metri negli Stati Uniti, senza contare le pale. In condizioni ideali, quelle precedenti turbine avevano una potenza massima di circa 100kW per turbina. Nel 2017, questi numeri sono cresciuti fino a 84 metri di altezza con una potenza di oltre 2 MW (2000 kW). Le turbine in alcune parti d'Europa, dove non ci sono venti forti vicino al suolo, possono raggiungere altezze maggiori. Una delle turbine terrestri più alte, a Gaildorf, in Germania, è alta 178 metri. GE vuole diventare ancora più grande.

Dal momento che è uno dei maggiori produttori mondiali di turbine eoliche, GE potrebbe inaugurare una nuova era per la progettazione e la costruzione di turbine eoliche. Ma non sarà la prima azienda a esaminare la stampa 3D per l'energia eolica. Startup RCAM Technologies, con 1,25 milioni di dollari in finanziamenti dalla California Energy Commission, ha iniziato nel 2017 a costruire due torri di turbine in modo simile – la loro ricerca è ancora in corso. Ciò significa che GE potrebbe essere la prima a commercializzare turbine eoliche con una base stampata in 3D. La società ha completato il suo primo prototipo nell'ottobre 2019 e prevede di iniziare la produzione nel 2023.

"Quello che stai guardando è una tecnologia che consente al settore di passare a un nuovo livello", afferma Paul Veers, ingegnere capo del National Wind Technology Center e ricercatore senior presso il National Renewable Energy Laboratory, della stampa 3D. La nuova tecnologia potrebbe potenzialmente ridurre la quantità di tempo e manodopera necessaria per installare le turbine, in particolare a terra, dove le turbine tendono ad essere più piccole delle loro controparti offshore (è più facile trasportare materiali via mare). "È un trampolino di lancio verso la prossima generazione di impianti eolici", afferma Veers.

GE crede di poter costruire una turbina da 5 MW alta 160 metri che genera il 33 percento in più di potenza annua rispetto a una turbina della metà delle dimensioni, con un "significativo" risparmio sui costi. E poiché di solito è più facile trasportare una stampante 3D rispetto a una torre da 100 a 200 metri, sarà in grado di portare energia eolica rinnovabile in nuovi mercati, dice la società The Verge. Ridurrebbe anche le emissioni di gas serra provenienti dal trasporto di strutture giganti.

"È una collaborazione internazionale che mira davvero a cambiare il mondo in meglio con le energie rinnovabili, nonché con tecnologie più sostenibili per realizzare quei prodotti", afferma Matteo Bellucci, leader della tecnologia di produzione avanzata per GE Renewable Energy.

La base prototipo stampata in 3D di GE per turbine eoliche
GE Renewable Energy / Cobod / LafargeHolcim.

GE e i suoi partner in questa impresa – la società di stampa di costruzioni 3D, COBOD, e la società di materiali da costruzione, LafargeHolcim – stanno lavorando per la stampa 3D di basi di cemento che potrebbero avere un'altezza compresa tra 10 e 80 metri. Possono quindi aggiungere una torre d'acciaio alla base per rendere la turbina molto più alta. Alcune torri a turbina in Europa sono già state gettate in cemento sul posto per evitare il fastidio di trasportarle, ma la stampa 3D elimina i costi di manodopera che derivano dall'unione dei pezzi di cemento.

Il calcestruzzo per la stampa 3D presenta ancora delle sfide. Più forte diventa il calcestruzzo, più diventa difficile posizionarlo – o in questo caso, stamparlo. "Esiste un grande scambio tra le caratteristiche del materiale, la resistenza del materiale e la facilità con cui è possibile stamparlo", spiega Owen Roberts, ingegnere del National Renewable Energy Laboratory.

Molte ricerche attuali si concentrano sul capire quell'atto di bilanciamento. L'industria spera che, con l'aiuto di questa prossima generazione di stampa 3D, l'energia eolica onshore possa estendersi ad altezze più pulite e potenti.

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