Hohe Windkrafttürme mit Betonsockeln aus dem 3D-Drucker

Die Unternehmen GE Renewable Energy, Cobod und LafargeHolcim haben ihre Zusammenarbeit zur gemeinsamen Entwicklung von Windkrafträdern mit optimierten, 3D-gedruckten Betonsockeln bekannt gegeben. Die Türme sollen Rekordhöhen von bis zu 200 m erreichen. Zur Entwicklung dieser innovativen Lösung wollen die drei Partner eine mehrjährige Kooperation eingehen, um damit die Produktion erneuerbarer Energien zu steigern, bei gleichzeitiger Senkung der gemittelten Energieerzeugungskosten (LCOE) und optimierten Baukosten. Im Ergebnis wollen die Partner zur Erhöhung der Produktion den ersten Windrad-Prototypen mit „gedrucktem“ Sockel herstellen sowie einen produktionsreifen Drucker und die entsprechenden Werkstoffe. Der erste Prototyp, ein 10 m hoher Turmsockel, wurde im Oktober 2019 in Kopenhagen erfolgreich gedruckt. Durch die Erforschung von Möglichkeiten zur wirtschaftlichen Entwicklung von höheren Türmen, die stärkere Winde aufnehmen, wollen die drei Partner mehr erneuerbare Ener-
gien pro Turbine erzeugen.

Aufbauend auf dem branchenführenden Know-how jedes einzelnen Partners zielt diese Kooperation darauf ab, den Zugang und die Nutzung erneuerbarer Ener-gien weltweit zu beschleunigen. GE Renewable Energy wird Know-how in Bezug auf Konstruktion, Herstellung und Vermarktung von Windkraftanlagen zur Verfügung stellen, Cobod wird sich auf die Roboter-Automatisierung und den 3D-Druck konzentrieren und LafargeHolcim wird einen maßgeschneiderte Beton-Werkstoff, Verarbeitungsverfahren sowie die Anwendungstechnik entwickeln.

„Für uns ist der 3D-Druck mit Beton eine sehr vielversprechende Technologie, da durch die unglaubliche Konstruktionsflexibilität der Bereich des im Bau möglichen erweitert wird. Als Nutzer und Förderer sauberer Energie freuen wir uns, unser Know-how bezüglich Werkstoff und Konstruktion in dieses bahnbrechende Projekt einbringen zu können, durch das der wirtschaftliche Bau von hohen Windkrafttürmen ermöglicht und der Zugang zu erneuerbaren Energien beschleunigt wird“, erklärte Edelio Bermejo, Leiter E&F bei LafargeHolcim.

Bis zu 200 m Höhe möglich

Der Gründer von Cobod International A/S, Henrik Lund-Nielsen ergänzte: „Wir sind sehr stolz darauf, mit erstklassigen Unternehmen wie GE Renewable Energy und LafargeHolcim zusammenzuarbeiten. Mit unserer bahnbrechenden 3D-Drucktechnologie zusammen mit der Kompetenz und den Ressourcen unserer Partner sind wir überzeugt, dass dieser revolutionäre Schritt in der Windkraftanlagenindustrie dazu beitragen wird, die Kosten zu senken und die Ausführungszeiten zu beschleunigen, zum Nutzen der Kunden und zur Senkung des CO₂-Ausstoßes aus der Energieerzeugung.“

„3D-Druck ist Teil der DNA von GE und wir glauben, dass die additive Großformat-Fertigung der Windindustrie revolutionäres Potenzial bringen wird. Der Betondruck hat sich in den letzten fünf Jahren deutlich weiterentwickelt, und wir glauben, damit einer echten Anwendung in der industriellen Welt näher zu kommen. Wir sind entschlossen, diese Technologie voll auszuschöpfen, sowohl durch die Konstruktionsflexibilität, die hierbei ermöglicht wird, als auch durch die logistische Vereinfachung bei derart massiven Bauteilen“, so Matteo Bellucci, Leiter Advanced Manufacturing Technologies bei GE Renewable Energy.

Die Höhe der traditionell aus Stahl oder Betonfertigteilen hergestellten Windkrafttürme war normalerweise auf unter 100 m begrenzt, denn bei der Sockelbreite durfte der für den Straßentransport zulässige Durchmesser von 4,5 m nicht überschritten werden, um übermäßige Zusatzkosten zu vermeiden.

Das Drucken von Sockeln in unterschiedlicher Höhen direkt vor Ort mit 3D-Druck-Betontechnologie ermöglicht den Bau von Türmen mit einer Höhe von 150 bis 200 m. Normalerweise erzeugt eine 5-MW-Turbine in 80 m jährlich 15,1 GWh. Im Vergleich dazu würde dieselbe Turbine in160 mn 20,2 GWh bzw. mehr als 33 % zusätzliche Leistung erzeugen.