GE, 3D baskı teknolojisini kullanarak gökdelen büyüklüğünde rüzgâr türbinleri geliştirdiğini açıklanırken Dünya’ya yayılabilecek bir yazıcı ve malzeme üretmek için inşaat sektöründeki ortaklarıyla çalışma planlarını sürdürüyor.
80 metrelik kulelere monte edilmiş GE Energy 1.5 megawatt rüzgâr türbinleri Fotoğraf: Mark Reinstein / Corbis, Getty Images üzerinden
Daha yüksek türbinler yüksek irtifalarda daha güçlü rüzgarlardan yararlanarak daha fazla güç üretimi gerçekleştirir. Ancak daha büyük türbinler inşa etmek, lojistik bir kâbusu bir araya getirmek için gerekli parçaları taşımayı sağlar. GE, bir türbinin tabanını yerleştirmek istedikleri yere 3D yazdırmayı umuyor, böylece böyle devasa bir beton veya çelik yığınının etrafına çekilmeleri gerekmiyor. Şirket, kara türbinlerinin 200 metreye kadar yüksekliğe ulaşabileceğini, bu da Seattle Needle’den daha uzun ve bugün ABD’deki rüzgâr türbinleri için ortalama yüksekliğin 2 katından daha fazla olabileceğini öngörüyor.
Karadaki rüzgâr türbinleri, ABD’de yaklaşık 20 metrelik bir yüksekliğe sahip oldukları ve 1980’li yıllardan beri gelişime açık bir şekilde büyüme hamlesi gerçekleştirilmiştir. İdeal koşullar altında, bu eski zaman türbinlerinin türbin başına maksimum çıkışı yaklaşık 100kW idi. 2017 yılına kadar, bu rakamlar 2MW’den (2000kW) fazla bir güçle 84 metreye yükseldi. Zemine yakın güçlü rüzgarların olmadığı Avrupa’nın bazı bölgelerindeki türbinler daha yüksek seviyelere ulaşabilir. Almanya’nın Gaildorf kentindeki en yüksek kara türbinlerinden biri 178 metre yüksekliğindeki kulelerin de üzerine çıkmayı hedefliyor.
Dünyanın en büyük rüzgâr türbini üreticilerinden biri olduğundan GE, rüzgâr türbinlerinin tasarımı ve inşası için yepyeni bir çağ başlatabilir. Ancak rüzgâr enerjisi için 3D baskıyı araştıran ilk şirket olmayacak. Startup RCAM Technologies , Kaliforniya Enerji Komisyonu‘ndan 1.25 milyon dolarlık fonla, 2017 yılında benzer bir şekilde iki türbin kulesi inşa etmek için yola çıktı – araştırmaları hala devam ediyor. Bu, GE’nin ticari olarak 3D baskı tabanlı bir rüzgar türbini üreten ilk kişi olabileceği anlamına gelir. İlk prototipini Ekim 2019’da tamamladı ve 2023’te üretime başlamayı planlıyor.
Ulusal Rüzgâr Teknoloji Merkezi baş mühendisi ve Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı kıdemli araştırma görevlisi Paul Veers, 3D baskının “Baktığınız şey endüstrinin yeni bir seviyeye çıkmasını sağlayan bir teknolojidir” diyor. Yeni teknoloji, özellikle türbinlerin denizdeki benzerlerinden daha küçük olma eğiliminde olduğu rüzgar türbinleri kurmak için gereken zaman ve işçilik miktarını azaltabilir (malzemelerin deniz yoluyla taşınması daha kolaydır). Veers, “Yeni nesil rüzgâr santrallerine bir basamak taşı” diyor.
GE, 160 metre yüksekliğindeki 5 MW‘lık bir türbini, “önemli” maliyet tasarrufuyla yılda yarısı büyüklüğünde bir türbine göre % 33 daha fazla güç üretebileceğine inanıyor. Ve bu 100 metrelik 200 kulesinden daha bir 3D-yazıcıyı taşımak için genellikle daha kolay olduğundan, bu yeni pazarlara yenilenebilir rüzgâr enerjisi getirmek mümkün olacak, şirket söyler Verge. Dev yapıların taşınmasından kaynaklanan sera gazı emisyonlarını da azaltacaktır.
GE Yenilenebilir Enerji‘nin gelişmiş üretim teknolojisi lideri Matteo Bellucci, “Bu, yenilenebilir enerji ile dünyayı daha iyi hale getirmenin yanı sıra bu ürünleri yapmak için daha sürdürülebilir teknolojilerle değiştirmeyi amaçlayan uluslararası bir iş birliği” olduğunu belirtti.
Rüzgâr türbinleri için GE’nin prototip 3D baskılı tabanı GE Yenilenebilir Enerji / Cobod / LafargeHolcim.
GE ve bu çabadaki ortakları; 3D inşaat baskı şirketi, COBOD ve inşaat malzemeleri şirketi LafargeHolcim 10 ila 80 metre yüksekliğinde 3D baskı beton tabanlarında çalışıyor. Daha sonra türbini çok daha uzun yapmak için tabana çelik bir kule ekleyebilirler. Avrupa’daki bazı türbin kuleleri, onları taşıma zahmetinden kaçınmak için sahada çimentoya dökülmüştür, ancak 3D baskı, beton parçaların bir araya getirilmesiyle ortaya çıkan işçilik maliyetlerini ortadan kaldırmaktadır.
3D baskı beton hala zorluklarla birlikte geliyor. Beton ne kadar güçlü yapılırsa, yerleştirmek ve yazdırmak daha zorlaşır. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuarı‘ndan bir mühendis olan Owen Roberts, “Malzeme özellikleri, malzeme gücü ve eğer basarsanız yazdırmanın ne kadar kolay olduğu arasında büyük bir değişim var” diye açıklıyor.
Mevcut araştırmaların birçoğu dengeleme hareketini bulmaya odaklanmıştır. Endüstri, bu yeni nesil 3D baskının yardımıyla, karadaki rüzgâr enerjisinin kendisini daha temiz ve daha güçlü yüksekliklere taşıyabileceğini umuyor.