В США напечатали гидротурбину на 3D-принтере — это позволит удешевить малую гидроэнергетику
Американские инженеры предложили новый подход к строительству малых гидроэлектростанций: 3D-печатную турбинную систему, которая может заметно снизить стоимость и ускорить запуск объектов на существующих плотинах и небольших водотоках.
Изображение: CadensПроект разработала компания Cadens (штат Висконсин) совместно с Manufacturing Demonstration Facility при Национальной лаборатории Оук-Ридж (ORNL). Суть идеи в том, чтобы отказаться от дорогих индивидуально изготавливаемых металлических узлов и заменить их комбинацией 3D-печати и недорогих композитных материалов.
Речь идёт о так называемой малой гидрогенерации, которая работает даже при небольших перепадах высот и даёт до 100 кВт мощности. В США таких плотин десятки тысяч, но электроэнергию вырабатывает лишь небольшая часть. При этом ещё около 51 тысячи объектов можно было бы использовать для генерации — это примерно 29 ГВт потенциальной мощности, которая сейчас просто не задействована.
Главная проблема таких проектов — экономика. Под каждую площадку обычно нужно проектировать уникальные детали, это дорого и долго. В Cadens решили упростить систему: часть конструкции выполняется из обычных ПВХ-труб, а ключевые элементы турбины печатаются на 3D-принтере.
Одна из самых важных деталей — диффузорный канал, который помогает эффективнее выводить поток воды и повышает КПД. Его напечатали из ABS-пластика, усиленного углеволокном, в виде двух половин, после чего собрали в единый узел массой около 313 кг.
Корпус турбины сделали по гибридной схеме: сначала напечатали форму, а затем отлили финальную деталь из стеклопластика. Более крупные элементы — опоры, крепления и части ротора — изготовили с использованием технологии крупногабаритной 3D-печати, рассчитанной на промышленные размеры.
По результатам испытаний выяснилось, что такой подход может снизить стоимость строительства малых ГЭС примерно на 40% на киловатт по сравнению с традиционными решениями. Прототип уже работает на площадке Cadens в Висконсине более шести лет и используется как испытательный стенд для новых материалов и конструкций.
© iXBT
