| 隨著能源效率對保護地球環境和生態系統的未來穩定性變得越來越重要, 利用風力的力量看起來像是世界各地工業和政府最安全的賭注. 利用地球的天然陣風發電可能看起來是理想的解決方案, 但是仍然有一些局限性阻止風力發電替代化石燃料. 渦輪機方向的問題是目前阻礙它的主要問題之一, 但在3D列印的幫助下, 美國加州的啟動可能已經找到了解決方案.  為了捕捉儘可能多的天然能量, 風力渦輪機需要足夠的高度和巨大葉片, 利用大氣中更高的強風. 在美國, 渦輪機的平均高度目前只有80多米. 然而, 這些風機的部件可能很難遠距離存儲和運輸, 因此這種相對較新技術所涉及的後勤問題可能最終耗費大量金錢, 並降低其作為高效能源的吸引力. RCAM Technologies最近獲得加利福尼亞州能源委員會 (CEC) 125萬美元的資助, 用於開發和測試3D列印技術, 以便在項目現場建造混凝土渦輪塔. 現場使用3D列印可以為風力發電行業指明方向, 因為這樣可以使用相同的巨大渦輪機, 而不會產生令人望而卻步的後勤成本. 如果項目證明是成功的, 3D列印可以用來建造幾乎是現有的兩倍大的渦輪機. RCAM Technologies希望使用鋼筋混凝土添加劑製造技術來建造140米或更高的塔樓. 該公司由國家可再生能源實驗室 (NREL) 的校友Jason Cotrell建立, 該公司於5月份離開NREL, 尋求撥款資助開發該技術. 根據NREL公司能源成本 (LCOE) 建模工具的估算, 該公司預計, 一座140米高的塔架將在中等風切變的地點增加20% 以上的電力產量. 這將使低風速場地的風力發電成本降低11% . 較新的超高塔將提高容量係數, 從而以較低的成本發電, 使風機能夠達到更穩定, 更強勁的風力. RCAM的3D列印系統應該能夠在一天內在現場建造一座風力發電機組塔, 只需花費傳統鋼塔的一半成本. 原型機的建造和測試將在學校土木工程實驗室與加州大學歐文分校合作進行, 下半部分採用新的方式製造, 頂部採用傳統的錐形鋼塔部分製造. RCAM的資助是加州能源委員會努力實現新採用的效率目標的一部分. 根據參議院法案第350號的要求, 它希望到2030年將電力和天然氣用途的能源效率節省一倍. 該法案確立了這些新目標, 以支援加州的長期氣候目標, 即減少溫室氣體排放量40% 到2030年, 他們在1990年的水平. 十多年來, 歐洲已經有了完全混凝土的風塔, 但是它們的施工方法往往比RCAM提出的要傳統. 雖然新的增材製造方法應該大大節省物流成本, 但如果大規模實施, 還可能增加新建渦輪機所需的時間. 據風力發電研究機構MAKE諮詢公司的高級顧問亞倫 巴爾 (Aaron Barr) 說, 這個較長的建設周期可能會帶來自身的弊端. Barr說: '由於所有渦輪機設備已經交付到現場分區, 所以大多數美國風力發電廠能夠以每天1台或更快的速度安裝渦輪機. '現場混凝土塔式解決方案的使用大大增加了安裝周期, 增加了風電場開發的成本和執行風險. ' 國內最好的風力發電站點大多位於大平原地區, 但美國其他地區的效率還不是比較高的水平. 在今年5月的美國風能協會會議上, NREL提出了更高的渦輪機作為潛在的解決方案. 一個團隊表示: '位於市中心的風力發電機組以外, 平均性能尚未達到與低價天然氣和 (越來越多) 低成本太陽能光伏發電競爭所需的水平, 特別是在負荷增長相對較低的時代. NREL研究人員. '為了擴大風力發電的地理覆蓋範圍, 對高塔技術的持續評估似乎是值得的. 實現更高的樞紐高度仍然可以在全國廣大地區推動能力要素的顯著提高. |
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