3Dプリントを使用して開発された小型渦水力発電機は、効率的に電力を供給できます

環境汚染の状況がますます深刻化していることから、再生可能エネルギーに目を向ける人が増えています。しかし今のところ、より一般的なアプローチは、大規模な太陽光、水力、風力発電施設を建設し、そのエネルギーを広域ネットワーク経由で世界中に送電することです。しかし、3Dプリント技術の台頭により、小規模な再生可能エネルギー装置の開発が容易になり、トレンドにもなっています。この方法の利点は、エネルギーを地元で入手できるため、エネルギーグリッドの構築コストを節約できるだけでなく、地元での使用にも便利になることです。

こうしたプロジェクトのいくつかはすでに目にしている。たとえば、ポーランドの 3D プリンター製造会社 Omni3D は、つい最近、2015 年のパリ気候変動会議で、小型の 3D プリント風力タービンを実演した。現在、同じアイデアを持つ別の企業が登場しています。ベルギーのスタートアップ企業、Turbulent です。同社は小型の3Dプリントタービンも開発しているが、Omni3Dの製品とは異なり、この装置は水エネルギーを利用する。数世帯の日常的なニーズを満たすのに十分なエネルギーを得るには、小さな川だけで十分であり、特に遠隔地や発展途上国に適しています。

このデバイスの開発者は、Geert Slachmuylders 氏と Jasper Verreydt 氏です。 2人はイノベーションの専門家であるだけでなく、3Dプリントデザインチャレンジ選手権でも優勝しており、その強さを証明しています。彼らの目標は、再生可能エネルギーの供給をめぐる現在の問題のいくつかを解決することだと彼らは言う。注目すべきは、世界にはまだ電気を利用できない人々が約13億人存在し、再生可能エネルギーは利益を生み出せないということだ。「現在、再生可能エネルギー源のほとんどは、依然として政府の資金に大きく依存している。同時に、風力や太陽光発電などのエネルギー源は環境に大きく影響され、電力網を通じた供給が不安定になる」と2人は述べた。

それに比べると、水から電気を作る場合の問題ははるかに少ないですが、独自の欠点もあります。「従来の水力発電は主に大型の構造物やダムを使用しており、洪水、砂漠化、人口増加、メタン排出量の増加などの問題を引き起こすことが多い」と研究者らは述べた。さらに、この方法では電力網が存在しない、または限られている遠隔地には到達できません。「そのため、標準的な材料で作られ、設置が簡単で分散化できるグリーンエネルギー生産装置が必要であり、まさにそれが私たちが開発しているタービュレントなのです」と2人は語った。

中国の専門3Dプリントメディアプラットフォーム「Antarctic Bear」によると、3Dプリント技術を使用して製造されたTurbulentのプロトタイプが完成したという。これは、川や小川の自然の渦を利用してエネルギーを生成する、コンパクトで効率的な小型水力発電装置です。「同僚のゲルトが橋の柱の周りの渦に気づいたときに、この構想が思い浮かんだのです」とヤスパー・フェルライト氏は説明する。「私たちは、高さの差がわずか 1 メートルの川に渦を作り出しています。小さな川なら、3 ～ 4 世帯の毎日のエネルギー需要を満たすことができます。」

実際、Turbulent は高低差がわずか 2 メートルの小さな川でも使用でき (ダムのように閉塞することなく)、最大 200 キロワットの電力を生成できます。最適化されたインペラと制御ソフトウェアのおかげで、ユニットは継続的かつ効率的に動作するだけでなく、メンテナンスもほとんど必要ありません。「タービュレントは設置が簡単で、周囲の環境に影響を与えず、信頼性が高く、メンテナンスが容易で、経済的なソリューションです。さらに、遠隔監視が可能で、他のエネルギー源やスマートグリッドに簡単に接続できます」と同社は付け加えた。この装置によって生成されるエネルギーは完全にクリーンであり、魚に悪影響を与えないため、発展途上国に非常に適しています。

Turbulent は大きな発展の見込みがあるため、すでに Autodesk や VITO などの有名なソフトウェア企業と技術協力を結んでおり、KIC Innoenergy、Iminds、ベルギー政府から資金提供を受けています。 3D プリントはプロトタイプ開発プロセスにおいて非常に重要な役割を果たしました。下のビデオでわかるように、すべての主要コンポーネントは、最終製造の前に 3D プリントされたプロトタイプのステップを経ています。

Turbulent 社は、3D プリント技術の助けを借りて、自社の小型発電装置が競合他社の大型装置よりも効率的であることを発見しました。「競合他社は低速のタービンを好みます。つまり、高トルクに対応し、コンクリートダムなどの技術的に要求の厳しい大規模なインフラストラクチャを使用する必要があります。さらに、デバイスの大型で低速のローターは、設置に多くの機器と専門知識を必要とします」と彼らは説明します。「対照的に、当社のデバイスは、より小さなコンポーネントを使用しているため、輸送と設置がより簡単で効率的です。」

さらに読む：「費用対効果の高い 3D プリントの小型風力タービンが遠隔地に電力を供給できる」

経由 3ダース

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