文：朱玥羽｜圖：編輯部
GE
通用電氣今天宣布，正在開發具有大型3D打印基座的摩天大樓級風力發電機。GE (通用電氣) 能源集團計劃與建築行業的合作夥伴合作生產打印機和材料，最終將其部署到世界各地。
打造高度更高的渦輪機就可以利用到更高海拔的強風，並且結構支撐更大的葉片，從而產生更大的功率。但是建造更大的渦輪機使得運輸將其組裝在一起所需的零件成為後勤上的噩夢。 GE希望在想要放置渦輪機的任何地方進行3D打印，這樣他們就不必拖拉巨大的混凝土或鋼材塊了。該公司表示，其陸上渦輪機的高度可能高達200米，比西雅圖太空針塔更高，並且是當今美國風力渦輪機平均高度的兩倍以上。
自1980年代以來，陸上風力渦輪機出現了大幅增長，當時，美國的平均水平高度約為20米，這還不包括葉片。在理想條件下，那些早期的渦輪機每台渦輪機的最大輸出功率約為100kW。到2017年，這些數字增加到84米高，輸出功率超過2MW（2000kW）。在歐洲部分地區，渦輪風不會比地面更強，可以達到更高的高度。德國蓋爾多夫（Gaildorf）是最高的陸上渦輪機之一，塔高達178米。GE希望做得比這些渦輪機更大。
由於GE是全球最大的風力渦輪機製造商之一，因此GE完全有這個實力可以迎來風力渦輪機設計和建造的全新時代。但GE並不是第一家研究風能3D打印的公司。初創公司RCAM Technologies從加州能源委員會獲得了125萬美元的資金，於2017年著手以接近3D打印的方式建造了兩座渦輪機塔架，但他們的研發仍在進行中。這意味著GE可能是第一個將具有3D打印基礎的風力渦輪機投入商業生產的公司。該公司於2019年10月完成了首座原型，併計劃於2023年開始生產。
美國國家風能技術中心首席工程師，美國國家可再生能源實驗室3D打印高級研究員Paul Veers說：“您正在尋找的是一種能夠使行業邁向更高水平的技術。”這項新技術可能會減少安裝渦輪機所需的時間和勞力，尤其是在陸上，因為渦輪機通常比海上同類產品要小（海上運輸物料更容易）。 Veers說：“這是下一代風力發電廠的墊腳石，是立足之本。”
GE對於成功的建造一個160米高的5MW渦輪機信心十足，並且宣稱這個新的渦輪機每年發電量比現在一般的只有其一半大小的渦輪機還要低，每年節省的電費成本高達“可觀的33％”。GE公司告訴邊沿雜誌（The Verge），由於運輸3D打印機通常比運輸100至200米的塔架更容易，因此有很大的機會將能夠將可再生風能引入新市場。這也會減少運輸巨型建築物所產生的溫室氣體排放。
GE可再生能源高級製造技術負責人Matteo Bellucci說：“這是一次國際合作，實際的目的是利用可再生能源以及更可持續的技術來製造這些產品，從而改善世界。”
GE及其合作夥伴（3D建築印刷公司COBOD和建材公司LafargeHolcim）正在努力進行3D打印混凝土基座，這些基座的高度可能在10至80米之間。然後，他們可以在底座上再增加一個鋼塔，以使渦輪機更高。歐洲的一些渦輪機塔架已經在現場澆鑄了水泥，以避免運輸這些水泥的麻煩。不過3D打印技術免除了將混凝土塊組裝在一起的人工成本。
3D打印混凝土仍然面臨挑戰。製成的混凝土越堅固，放置起來或是打印起來就會越加困難棘手。國家可再生能源實驗室的工程師歐文·羅伯茨（Owen Roberts）解釋說：“在材料特性，材料強度以及印刷的容易程度之間要進行很大的權衡。”
當前很多研究都集中在釐清這種平衡上。業界希望，借助下一代3D打印，陸上風能可以將自身擴展到更清潔，更強大的高度。
翻譯自網路The Verge, Justine Calma
