GE PROMUOVE LA COMPETITIVITÀ DELL’ENERGIA EOLICA CON LE PALE DELLE TURBINE STAMPATE IN 3D
Sulla scia dell’annuncio del progetto AIR2WATER , GE Research ha ricevuto un progetto dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DoE) per esplorare la progettazione e la produzione di pale di turbine eoliche stampate in 3D.
Con un valore di 6,7 milioni di dollari, il progetto vedrà GE Research combinarsi con GE Renewable Energy e LM Wind Power , un’azienda appartenente a GE Renewable Energy, e ricevere input dall’Oak Ridge National Laboratory e dal National Renewable Energy Laboratory , per aumentare la competitività di entrambi a terra e energia eolica offshore.
Il progetto produrrà inizialmente una punta della lama stampata in 3D a grandezza naturale per i test strutturali, oltre a tre punte delle pale da installare su una turbina eolica, con la speranza di ridurre i costi di produzione e aumentare la flessibilità della catena di fornitura per i componenti.
“Siamo entusiasti di collaborare con il DoE Advanced Manufacturing Office, nonché con i nostri partner di livello mondiale per produrre un processo di produzione e additivo avanzato altamente innovativo per rivoluzionare completamente lo stato dell’arte della produzione di pale eoliche”, ha affermato Matteo Bellucci, GE Leader nella produzione avanzata di energia rinnovabile.
“LA PRODUZIONE ADDITIVA PUÒ PORTARE UN CAMBIAMENTO RADICALE IN TERMINI DI COMPETITIVITÀ IN TERMINI DI COSTI E PRESTAZIONI NEL SETTORE EOLICO E AIUTARE GE RENEWABLE ENERGY A SUPPORTARE I NOSTRI CLIENTI NEL GUIDARE LA TRANSIZIONE ENERGETICA PIÙ LONTANO E PIÙ VELOCEMENTE”.
La prima a introdurre pale di ventilatori in composito leggero nei suoi motori a reazione più di due decenni fa, l’esperienza di GE nei materiali e nei compositi nel settore dell’aviazione l’ha resa una delle aziende leader in questo settore.
Nel 2019, la società ha stampato in 3D pale di turbina lunghe un piede per i suoi motori GE9X da utilizzare nel jet bimotore 777X della multinazionale aeronautica Boeing . Le 16 pale in fibra di carbonio di quarta generazione hanno ridotto con successo il peso complessivo del motore e ne hanno massimizzato la potenza, e il 777X ha completato il suo primo volo un anno dopo, dotato di oltre 300 parti stampate in 3D . Fin dalla sua presentazione, il GE9X è stato considerato il più grande motore a reazione commerciale del mondo da GE, con la sua ventola anteriore che misura 134 pollici di diametro.
Nel corso degli anni, le competenze aeronautiche dell’azienda sono state sempre più applicate alle sue attività nel settore dell’energia eolica. Nel giugno dello scorso anno, GE Renewable Energy ha collaborato con la società di costruzioni di stampa 3D COBOD e lo specialista di materiali da costruzione LafargeHolcim per sviluppare torri eoliche stampate in 3D “record” con il potenziale per aumentare la produzione globale di energia rinnovabile riducendo il costo dell’energia.
Il responsabile delle relazioni con i media di GE Research, Todd Alhart, ha dichiarato al settore della stampa 3D come la conoscenza e l’esperienza dell’azienda nel settore dell’aviazione guideranno la sua innovazione nel regno dell’energia eolica.
“Uno dei vantaggi chiave che gli ingegneri GE stanno apportando a questo progetto sono i nostri decenni di esperienza nello sviluppo e nella commercializzazione di strutture aerodinamiche simili nel nostro settore dell’aviazione”, ha spiegato. “Abbiamo una profonda comprensione di come questi tipi di materiali si comportano e funzionano in questi tipi di design, il che sarà incredibilmente vantaggioso per noi nel progetto attuale delle punte delle lame”.
Durante il progetto di due anni, GE ei suoi partner applicheranno processi di produzione additiva per semplificare i passaggi necessari per produrre le punte delle lame, al fine di fornire una produttività molto più elevata all’interno del processo di produzione. Le punte delle lame avranno una lunghezza compresa tra 8-10 metri e saranno costruite con materiali compositi termoplastici utilizzando una combinazione di tecnologie di stampa 3D e tecniche di produzione convenzionali.
L’utilizzo della stampa 3D per le punte delle lame richiederà meno materiale e produrrà meno scarti rispetto ai processi di produzione convenzionali, ha affermato Alhart, che insieme a un processo di produzione semplificato e una maggiore produttività alla fine abbasseranno il costo di produzione della parte.
Oltre a ridurre i costi di produzione, il progetto spera di aumentare la flessibilità della catena di approvvigionamento delle punte delle pale della turbina, che dovrebbero essere più leggere di quelle prodotte con mezzi convenzionali e utilizzare materiali più riciclabili. Si prevede che anche il tempo del ciclo di progettazione della parte sarà ridotto al fine di consentire una maggiore ottimizzazione dei parchi eolici e ottenere ulteriori aumenti nella produzione energetica annuale.
“Questa tecnologia verrà prima applicata alle nuove turbine”, ha detto Alhart. “Ma naturalmente, con il tempo potrebbe essere adattato a vecchie turbine per ottimizzare le risorse eoliche locali. Una volta che la tecnologia è stata completamente controllata, la stampa 3D consentirà un aumento molto più rapido rispetto ai metodi tradizionali “.
L’obiettivo finale del progetto è quello di accelerare la competitività dell’energia eolica onshore e offshore sviluppando un processo di stampa 3D integrato per progetti di pale di turbine ad alte prestazioni. Si spera che questo nuovo processo di produzione additiva consentirà in futuro la progettazione di rotori per turbine più grandi.
Secondo Alhart, ci sono molte altre opportunità per GE di applicare i suoi processi di produzione additiva all’interno del più ampio settore delle energie rinnovabili: “Certamente, tra la lama e le torri, l’additivo ci sta aiutando ad espandere il nostro pensiero e le possibilità di migliorare l’energia eolica. Vediamo anche opportunità nelle nostre attività TII per l’energia rinnovabile di applicare l’AM per la progettazione e la strumentazione di nuove parti.
“L’USO DELL’ADDITIVO CREA NUOVI GRADI DI LIBERTÀ SIA NELLA PROGETTAZIONE CHE NELLA PRODUZIONE DI PARTI CRITICHE. OLTRE AL VENTO, GUARDIAMO SEMPRE AD ALTRE AREE COME LO STOCCAGGIO DI ENERGIA E LE TECNOLOGIE DI RETE IN CUI L’ADDITIVO PUÒ AIUTARCI A SUPERARE I LIMITI DEI NOSTRI PRODOTTI “.
