Американская компания GE Renewable Energy, которая разрабатывает решения для производства энергии из возобновляемых источников, собирается построить ветряную турбину с бетонным основанием, созданным с помощью 3D-печати. Предполагается, что она будет размером с небоскреб и достигнет 200 метров — это в два раза больше средней высоты ветрогенераторов в США.
Это самый максимум — для начала GE попробует напечатать турбину высотой 160 метров. Мощность составит 5 МВт. При этом она будет генерировать 20,2 ГВт*ч в год. Для сравнения: стандартный ветрогенератор высотой 80 метров и мощностью 5 МВт производит до 15,1 ГВт*ч в год. Так, уровень выработки энергии повысится на 33%.
За счет чего так значительно увеличатся показатели? Идея проста и понятна: все дело в том, что на большей высоте дуют более устойчивые и мощные ветры, а значит, энергии удастся получить больше.
Первый прототип одной из деталей, 10-метровый фундамент башни турбины, уже был успешно изготовлен и представлен в октябре прошлого года в Копенгагене.
Сейчас команда продолжает наращивать высоту основания. Цель — достичь 80 метров. А затем приступят к созданию остальной части башни, которая будет состоять из стальных труб, закрепленных в бетоне. Как и современные небоскребы, стальной компонент башни — достаточно гибкий, чтобы противостоять ударам ветра.
Воплощать этот амбициозный проект компания будет не в одиночку — в этом ей помогут партнеры. GE Renewable Energy поделится своей экспертизой в проектировании ветрогенераторов, датская COBOD будет отвечать непосредственно за саму 3D-печать и автоматизировать робототехнику, а французский производитель строительных материалов LafargeHolcim — обрабатывать бетон, чтобы он быстро застывал по мере печати и соответствовал всем необходимым нормам.
«3D-печать деталей из бетона — очень перспективное направление, потому что позволяет проявить большую гибкость в разработке дизайна и тем самым расширить строительные возможности. Мы ожидаем, что этот новаторский проект повысит уровень экономической эффективности при строительстве ветряных электростанций и ускорит процесс перехода на возобновляемые источники энергии».
Эделио Бермехо, руководитель отдела исследований и разработок LafargeHolcim
Обычно высота башен ветряных турбин из бетона не превышает 100 метров. Тому есть веская причина — транспортировка. Максимальный диаметр основания — всего 4,5 метра, из-за чего изделие сложно и небезопасно перевозить.
GE надеется с помощью новой технологии преодолеть это ограничение. А еще снизить производственные затраты, расходы на логистику и даже количество вредных выбросов в атмосферу. И, конечно, ускорить распространение ветряных электростанций по всему миру.
Такие станции в США появились с 1980- х годов — именно тогда там зародилось это направление в энергетике. Их высота была не больше не 20 метров, а мощность — не больше 100 кВт на турбину. Однако к концу 2015 Штаты имели уже 74,5 ГВт установленных мощностей, уступая здесь лишь Китаю. Сегодня на ветрогенераторы приходится около 5% электроэнергии в стране.
Сейчас самая высокая ветряная турбина, которую разработала компания Max Bögl Wind AG, расположена в немецком Гайльдорфе, недалеко от Штутгарта. Ее высота равна 178 метров.
Стоит отметить, что GE Renewable Energy — далеко не единственная, кто хочет использовать 3D-печать для строительства ветряных турбин. Стартап RCAM Technologies, который финансирует Калифорнийская энергетическая комиссия (California Energy Commission), собирается подобным образом выпускать бетонные конструкции для морских генерирующих установок.
Однако GE Renewable Energy имеет все шансы стать пионером в этой области — если первой начнет продажи своих аппаратов. К слову, производственную модель своей инновационной турбины она планирует показать в 2023 году.