3D打印技術(shù)將使風(fēng)電成本降低20%
看到這篇文章,第一反應(yīng)就是定制化機(jī)型有望了。個(gè)人一直認(rèn)為,未來的風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)一定會(huì)與風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)相結(jié)合,根據(jù)風(fēng)場(chǎng)條件來確定機(jī)型的配置。而這種配置的最大差異,必將主要體現(xiàn)在葉片上:標(biāo)配的整機(jī)平臺(tái)+靈活多變的葉片,只有這樣才能夠把平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致,最終實(shí)現(xiàn)全生命周期度電腦成本最低的目標(biāo)。
美國(guó)國(guó)防部(DOE)正在通過3D打印模具研制風(fēng)電機(jī)組葉片。這款剛剛完成氣動(dòng)設(shè)計(jì)的葉片,將幫助研究人員更好地理解風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的機(jī)組如何互相影響,以及如何通過優(yōu)化來提高發(fā)電效率。
同時(shí),采用3D印刷技術(shù),可能會(huì)縮短風(fēng)電機(jī)組的生產(chǎn)時(shí)間,并節(jié)約制造成本,進(jìn)而降低風(fēng)電的成本。
美國(guó)的風(fēng)電行業(yè)從業(yè)人員有73000人,預(yù)計(jì)未來五年將吸引350億美元投資。尋找更快、更具成本效益的方法來制造風(fēng)電機(jī)組,以及研究如何更好地利用風(fēng)能,都是至關(guān)重要的,而葉片的3D打印技術(shù)則有希望解決這兩個(gè)問題。
一方面,需要研究的第一個(gè)主要領(lǐng)域就是尾流的氣動(dòng)特性。在風(fēng)電場(chǎng)中,許多風(fēng)電機(jī)組非常接近,對(duì)彼此的效率產(chǎn)生負(fù)面影響。但同時(shí),大規(guī)模利用風(fēng)能的唯一途徑則又是將許多風(fēng)電機(jī)組安裝到一起。
為解決這一問題,美國(guó)能源部與Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、Oak Ridge國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、TPI復(fù)合材料和Wetzel工程公司合作,對(duì)使用3D打印模具生產(chǎn)縮尺寸葉片的過程進(jìn)行跟蹤。為研究利用3D打印技術(shù)開發(fā)更低成本的風(fēng)機(jī)葉片,美國(guó)能源部投資100萬美元,以上只是該項(xiàng)目的一部分內(nèi)容。
這款長(zhǎng)度為13米的葉片將在美國(guó)能源部位于德克薩斯州的SWiFT設(shè)施開展測(cè)試,以幫助研究人員更好地了解相鄰的機(jī)組如何對(duì)彼此的效率產(chǎn)生影響。
另一方面,在縮短風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)時(shí)間和降低制造成本的問題上,3D打印葉片模具也是一個(gè)重要的進(jìn)步。目前,葉片長(zhǎng)度平均超過50米,而且還需要足夠高的強(qiáng)度來承受巨大的載荷,因此葉片生產(chǎn)流程是高耗能、高成本和高耗時(shí)的。
通常,需要用一個(gè)陽(yáng)模來制造葉片模具(陰模),再用陰模來制造玻璃鋼葉片。然而,如果引入3D打印技術(shù),將可以直接將第一步取消,降低制造成本,并給研究人員以時(shí)間和自由,來對(duì)新的性能進(jìn)行試驗(yàn),并提高設(shè)計(jì)的靈活性。
雖然目前的研究?jī)H針對(duì)于簡(jiǎn)化風(fēng)機(jī)葉片的制造過程,但3D打印技術(shù)也有助于其他風(fēng)電機(jī)組部件的生產(chǎn),以便使風(fēng)電的成本更低。美國(guó)能源部表示,其目標(biāo)是到2030年將風(fēng)電的成本降低20%。
責(zé)任編輯:小琴
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