日前，美國加利福利亞初創企業RCAM Technologies獲得加州能源委員會125萬美元的資助，用于開發和測試3D打印技術，以便在項目現場建造混凝土渦輪塔。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。

  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，利用風力資源看起來像世界各地的行業和政府最安全的“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電替代采取化石燃料發電。渦輪機的大小是目前阻礙它的主要問題之一，但加利福利亞的初創企業在3D打印的幫助下可能已經找到了解決方案。

  為了捕捉盡可能多的天然能量，風力渦輪機需要足夠的高度并結合必要的巨大葉片，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后勤問題最終將花費大量金錢，并降低其作為高效電源的吸引力。

  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，用于開發和測試3D打印技術，以便在項目現場建造混凝土渦輪塔。現場使用3D打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風機，而不會產生昂貴的物流成本。

  如果項目證明是成功的，3D打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3D打印技術來建造140米或更高的塔樓。該公司由美國國家可再生能源實驗室(NREL)研究員Jason Cotrell創建，他于5月離開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系數，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打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的土木工程實驗室進行，并與加州大學歐文分校合作進行，下半部分采用新的方式制造，頂部采用傳統的錐形鋼塔部分制造。

  授予RCAM的資助是加州能源委員會努力實現新采用的效率目標的一部分。它希望根據參議院法案第350條的要求，到2030年將電力和天然氣用途的能源效率節省一倍。該法案確定了這些新目標，以支持加州的長期氣候目標，即到2030年，減少溫室氣體排放量40%，達到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。雖然新的增材制造方法可以大大節省物流成本，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咨詢公司的高級顧問Aaron Barr說，這個較長的建設周期可能會帶來自身的弊端。Barr說：“大多數美國風力發電廠都能夠以每天1臺或更快的速度安裝渦輪機，因為所有的渦輪機設備都已經交付到現場集結地區。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于大平原地區，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。

  NREL的研究員表示：“除了位于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。為了擴大風力發電的地理覆蓋范圍，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改善在全國廣大地區推動能力要素。”