Bez zařazení

Článků v rubrice: 331

3D tiskárny pomáhají energetice

Trojrozměrné tiskárny, technologický hit začátku 21. století, nacházejí po období, kdy se využívaly především při vývoji nových výrobků, stále větší uplatnění i ve „velkém“ průmyslu, včetně energetiky. Zdá se dokonce, že 3D tisk může sehrát zásadní roli i při snižování spotřeby energií v globálním měřítku.

Fotogalerie (1)
3D tiskárny už dávno nejsou jen na hraní. Umějí vytisknout funkční energetickou turbínu. (Zdroj: Pixabay)

Tvrdí to vědci z Technické univerzity v nizozemském Delftu, kteří zkoumali předpokládaný vliv trojrozměrného tisku (aditivní metody tisku) v některých průmyslových oborech. Zabývali se celým procesem od návrhu nových strojů po dodávku náhradních dílů, přičemž brali v potaz úsporu materiálu, paliva a elektřiny. Došli k závěru, že využívání 3D tisku by do roku 2050 mohlo jen ve stavebnictví, letectví a kosmonautice přinést celkové energetické úspory ve výši nejméně 5 %. Podle autorů studie by se tento efekt mohl zvýšit až na 27 %, pokud by vývoj nebyl ponechán jen volné ruce trhu, ale byl urychlen mezinárodním systémem legislativních opatření, norem a standardů, které by rozvoj této technologie aktivně podporovaly.

Turbíny už se tisknou

Aktuální zprávy z řady průmyslových oborů potvrzují, že závěry nizozemské studie nejsou přehnaně optimistické.

Americká společnost General Electric hlásí, že aditivní metodou vyrobila turbíny, které už mají pod plným provozním zatížením odpracovány řádově tisíce hodin. A potvrzuje, že lze trojrozměrně vytisknout nejen plastové, ale taky kovové součástky z rozmanitých slitin. Pomocí 3D tisku tak například plynová turbína GT13E2 zvýšila svou účinnost o více než 2 %, což ve výsledku znamená každoroční úsporu kolem 2 milionů dolarů díky nižší spotřebě paliva.

V amsterodamském výzkumném centru nizozemské ropné společnosti Shell vznikají aditivně komponenty, které by tradiční obráběcí metodou zřejmě nemohly být vůbec vyrobeny. Tamní tiskárny totiž pomocí laserových paprsků skládají vrstvy, které jsou tenké zhruba 0,03 milimetru - desetkrát užší než lidský vlas.

Německá společnost Siemens aditivně vyrábí hlavice hořáků, lopatky plynových turbín a směšovací jednotky, které slouží třeba při vytápění. Díky 3D technologii se jejich výroba podstatně zjednodušila, a tím i zlevnila. Například směšovací jednotku, která se dříve skládala z 20 jednotlivých součástek, tvoří nyní jen dva díly. Celkový výsledek: o 30 % nižší emise skleníkových plynů, o 50 % zkrácené dodací lhůty, o 65 % nižší celkové vstupní zdroje, o 75 % rychlejší vývoj dalších výrobků.

Úspora energie i času

Italská ropná společnost Eni považuje za hlavní benefit 3D technologie úsporu času, který by jinak koncový zákazník strávil čekáním na náhradní díly. Uživatelé si navíc mohou samostatně vyrobit součástky, které třeba už původní producent nedodává. Společnosti zaměřené na 3D tisk totiž mnohdy pracují na principu „otevřeného softwaru”. To znamená, že komukoli dovolují, aby libovolně kopíroval jejich předlohy. Takže může dojít ke zkrácení dodavatelského řetězce, omezení automobilové a lodní nákladní dopravy, a další úspoře paliv.

3D tištěné FV panely i jaderné palivo

Aditivní technologie nacházejí uplatnění i v dalších energetických oborech včetně nízkoemisních jaderných a obnovitelných zdrojů. Tým vědců z Idaho National Laboratory, která je součástí výzkumné základny amerického ministerstva energetiky, pracuje na novém typu paliva pro jaderné elektrárny, při jehož výrobě se také bude používat 3D technologie. A vědci z prestižního Massachusetts Institute of Technology tvrdí, že využití 3D tisku při výrobě fotovoltaických panelů může přinést až padesátiprocentní snížení jejich ceny.

Společnost British Petroleum (BP) ovšem připomíná, že 3D tisk má stále i svá omezení. Je to například v maximální vytisknutelné velikosti, v preciznosti nebo v odolnosti vůči extrémním průmyslovým podmínkám. Zároveň ale i BP řadí aditivní výrobu vedle decentralizovaných databází v informatice, samořídicích automobilů, umělé inteligence a ekologických paliv mezi šest novátorských technologií nejdůležitějších pro energetiku.

V oboru 3D technologií mají úspěch také české firmy

Například Prusa Research s. r. o. a 3Dsimo s. r. o. patří podle společnosti Deloitte v posledních letech mezi nejrychleji rostoucí podniky ve střední Evropě. Tiskárny Prusa Research do značné míry dovedou replikovat samy sebe a prakticky tak naplňují princip globálního projektu RepRap, jehož účastníci poskytují zdarma postupy, jak sestavit, používat i vylepšovat 3D tiskárny.

Zdroje:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421517306997

https://www.ge.com/power/transform/article.transform.articles.2018.jun.the-benefits-of-3d-printing#

https://www.shell.com/inside-energy/3d-printing.html

https://new.siemens.com/global/en/products/energy/services/maintenance/parts/additive-manufacturing.html

https://www.konstrukter.cz/siemens-pri-vyrobe-plynovych-turbin-spoleha-na-3d-tisk-kovu/

https://www.3dnatives.com/en/siemens-and-e-on-milestone-3d-printed-turbine-270920184/

https://new.siemens.com/global/en/company/stories/energy/better-turbines-thanks-to-3d-printing.html

https://www.eniday.com/en/sparks_en/3d-printing-oil-supply-chains/

https://www.bp.com/en/global/corporate/news-and-insights/bp-magazine/next-generation-technologies-that-matter-for-energy-industry.html

https://www.deloitte.cz/fast50/2018.html?utm_source=dcom&utm_medium=web&utm_campaign=fast50_18

https://josefprusa.cz/o-3d-tisku/

https://3dsimo.com/

https://www.esgi.net/2018/02/16/additive-manufacturing-nuclear-more-efficient-recruiters-virginia/

https://www.sculpteo.com/blog/2018/01/24/3d-printed-solar-panels-meet-the-renewable-energy-revolution/

https://www.ge.com/reports/hot-off-press-3d-printing-pushed-turbine-new-highs/

(jlm)
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Jak jste na tom s informační gramotností?

Jak se studenti druhého stupně základních škol orientují ve světě technologií, které nás obklopují? Jak zvládají aplikovanou matematiku? To ukáže jubilejní 10. ročník informační soutěže IT-SLOT, které se pravidelně účastní tisíce žáků 8. a 9. tříd základních škol z celé České republiky.

Cyklické změny teploty na Zemi

Paleoklimatologové hledají stopy vývoje teplot na Zemi v horninách a fosíliích. Dlouhodobé ochlazování začalo asi před 50 miliony lety, kdy byla průměrná globální teplota 14 °C. Tenkrát ještě nebyla na Zemi trvalá ledová pokrývka a hladina mořské vody byla o více než 70 m vyšší než dnes.

Záhadný lidský mikrobiom

Nedávný výzkum ukazuje, že naše tělo je domovem mikrobů, se kterými se věda předtím nesetkávala. Možná, že se kvůli nim bude i přepisovat strom života. Navíc může mít tato mikrobiální „temná hmota“ i vliv na zdraví.

MAAE zveřejnila nové odhady vývoje jaderné energetiky do roku 2050

MAAE zveřejnila 10. září své nejnovější projekce trendů v energetice, elektřině a jaderné energii do roku 2050. Výroční zpráva nabízí smíšený odhad budoucího příspěvku jaderné energie k celosvětové výrobě elektřiny v závislosti na tom, jak se budou potenciálně ...

Vyřeší největší problém větrných elektráren pojišťovny?

Závislost na počasí je největším problémem větrných elektráren nejen z hlediska jejich vlivu na stabilitu elektrizační soustavy, ale také z pohledu celkové i provozní ekonomiky. Když vítr nefouká, elektrárna nejen že nevyrábí, což dělá problémy v přenosové síti, ale ani nevydělává.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail