增大葉片長度和增高塔架高度已成為提拔風(fēng)機(jī)發(fā)電量的兩大利器。然而，傳統(tǒng)的全鋼塔架在增高的同時(shí)也面臨著塔壁厚度、運(yùn)輸高度及重量、制作成本的限定。在此背景下，混凝土塔筒+鋼筒的混合塔架技術(shù)方案不失為一種兼具安全性和經(jīng)濟(jì)性的選擇。作為全球著名的風(fēng)電和風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)公司，荷蘭MECAL公司在國際上率先倡導(dǎo)并實(shí)踐了混合塔架技術(shù)路線，MECAL(北京)工程技術(shù)有限公司總經(jīng)理奧云接受記者專訪時(shí)透露表現(xiàn)，隨著“十三五”時(shí)期中國風(fēng)電開發(fā)重點(diǎn)向中南部轉(zhuǎn)移，混合塔架技術(shù)在中國的應(yīng)用將越來越普遍。
應(yīng)用廣提拔發(fā)電量明顯
混合塔架技術(shù)在降低風(fēng)電全生命周期的度電成本上能發(fā)揮多大作用?
奧云：在許多低風(fēng)速地區(qū)，傳統(tǒng)的低于100米的鋼筒塔架僅能使風(fēng)機(jī)達(dá)到1800年行使小時(shí)數(shù)甚至更低，大多數(shù)風(fēng)電投資商通常要求內(nèi)部收益率不低于8%-10%，因此，1800年行使小時(shí)數(shù)產(chǎn)生的效益很難對投資商產(chǎn)生吸引力。
假如使用120-130米的混合塔架替換80米的傳統(tǒng)鋼塔，輪轂高度得到進(jìn)步，風(fēng)機(jī)所處的風(fēng)況會(huì)更好，風(fēng)速通常能增長10%以上，年發(fā)電量能進(jìn)步30%左右，即能夠達(dá)到2400年行使小時(shí)數(shù)，發(fā)電收益的增長遠(yuǎn)超塔架成本的增長。另外，混合塔架僅需增長一些初期投資，無需后期維護(hù)，其自己的投資回收期只有短短幾年。
必要細(xì)致的是，在一些起伏山地等比較特別的地形，增高塔架不肯定能獲得更高的風(fēng)速，必要對當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源和地形條件進(jìn)行針對性分析，從而判斷混合塔架技術(shù)是否確實(shí)能有用提拔其發(fā)電量。
總體而言，混合塔架技術(shù)所帶來的發(fā)電量的提拔必將使整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)收益獲得明顯進(jìn)步，從而有利于降低全生命周期的度電成本。
混合塔架技術(shù)在低風(fēng)速地區(qū)頗具應(yīng)用上風(fēng)，那么在“三北”地區(qū)以及海上，混合塔架的適用性是如何的?
奧云：混合塔架在低風(fēng)速地區(qū)最具經(jīng)濟(jì)性，而在“三北”高風(fēng)速地區(qū)也具有適應(yīng)性。首先，從空間上看，“三北”地區(qū)高風(fēng)速只是地區(qū)平均值，不同地理位置風(fēng)速會(huì)有較大差別，統(tǒng)一風(fēng)區(qū)內(nèi)的不同風(fēng)電場年行使小時(shí)數(shù)甚至可能相差30%，這類風(fēng)速相對較低的風(fēng)場假如采用混合塔架，能進(jìn)一步進(jìn)步發(fā)電量。其次，從時(shí)間上看，“三北”地區(qū)并不是所偶然段都風(fēng)速高，一樣平常是冬春風(fēng)速高，夏日顯明降低，波動(dòng)特別很是大。根據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，寧蒙、陜蒙交界地區(qū)風(fēng)速偏低，全年平均風(fēng)速低于5米/秒的時(shí)段約為40%，低于6米/秒的時(shí)段接近50%。假如采用混合塔架，能進(jìn)步低風(fēng)速時(shí)段的發(fā)電量。因此，在那些現(xiàn)實(shí)風(fēng)速低于風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)速的地區(qū)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)找到風(fēng)輪直徑、額定功率和塔架高度三者的最佳組合，從空間和時(shí)間上進(jìn)步對風(fēng)能的團(tuán)體行使服從，將有用降低風(fēng)電的波動(dòng)性，增長發(fā)電量，電網(wǎng)也更易于對其接納。
在海優(yōu)勢電場，塔架運(yùn)輸沒有陸上那種針對尺寸的限定，就可以自由選擇大直徑的鋼管塔筒，所以，對海優(yōu)勢電而言，鋼塔架依舊是一個(gè)合適的選擇。不過，因?yàn)榛炷了芸垢g能力強(qiáng)，比鋼塔更適合鹽水環(huán)境，因此，混合塔架也適用于海邊的風(fēng)電場。
國際應(yīng)用成熟國內(nèi)尚起步
混合塔架技術(shù)在國外的應(yīng)用情況是怎樣的?
奧云：這項(xiàng)技術(shù)在歐洲已經(jīng)應(yīng)用于不同類型的風(fēng)機(jī)及不同的天然環(huán)境。世界聞名的風(fēng)機(jī)制造商，如西門子、GE、歌美颯、安迅能、蘇司蘭等都已應(yīng)用我們的混合塔架技術(shù)。在巴西、墨西哥、印度以及美國、德國、西班牙等國建造實(shí)例已超過1500臺(tái)，最高能建到160米，已經(jīng)屬于成熟技術(shù)。其中有許多是全預(yù)制混凝土塔架，也有許多是上鋼下混(混凝土段高50-100米)的混合塔架。近期建造的塔架多在90-150米之間。
MECAL公司在德國風(fēng)機(jī)試驗(yàn)場的混合塔架樣機(jī)已安全運(yùn)行7年，年行使小時(shí)數(shù)達(dá)到3300小時(shí)。根據(jù)第三方測試的數(shù)據(jù)，與90米高的全鋼標(biāo)準(zhǔn)塔架相比，發(fā)電量進(jìn)步了28%。
MECAL公司多年前第一個(gè)把雨流計(jì)數(shù)方法結(jié)合了有限元算引進(jìn)到風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)我們和認(rèn)證公司一路開發(fā)了新的適合于風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算方法。在混合塔架的認(rèn)證上，我們又一次和DNV-GL公司，TüV公司一路開發(fā)了新的計(jì)算方法。我們采用了德國DIBt建筑標(biāo)準(zhǔn)，并吻合風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的IEC-61400要求。在中國市場，我們也預(yù)備和中國的認(rèn)證公司進(jìn)行合作。
在中國的應(yīng)用案例中，碰到了哪些現(xiàn)實(shí)題目?
奧云：混合塔架技術(shù)在國外已經(jīng)應(yīng)用成熟，國內(nèi)風(fēng)電近年來高速發(fā)展，重要集中于高風(fēng)速地區(qū)，使用常規(guī)低塔架已經(jīng)知足需求，因此國內(nèi)仍缺乏成熟的混合塔架應(yīng)用案例。國內(nèi)風(fēng)電運(yùn)營商對于混合塔架的技術(shù)可靠性、服務(wù)能力、尤其是進(jìn)步發(fā)電量以填補(bǔ)塔架成本的增長方面，還有疑慮。目前國內(nèi)不少高層技術(shù)人員已經(jīng)熟悉到了混合塔架技術(shù)的成熟性，必要進(jìn)一步開展商務(wù)合作。
MECAL公司花費(fèi)了10年的時(shí)間研制開發(fā)了混合塔架技術(shù)，可以大幅度進(jìn)步發(fā)電量，我們盼望此項(xiàng)技術(shù)在中國被廣泛使用，造福中國的風(fēng)能事業(yè)。MECAL(北京)工程技術(shù)有限公司是專門針對中國市場成立的，有MECAL公司經(jīng)驗(yàn)雄厚的技術(shù)隊(duì)伍做支撐，有專業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)引導(dǎo)和售后服務(wù)，能夠保證混合塔架這項(xiàng)新技術(shù)在中國的順利實(shí)施。混合塔架技術(shù)是一項(xiàng)專利技術(shù)，在中國開始推廣以來，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有專利侵權(quán)的題目，對此我們有一些擔(dān)心。
預(yù)制體例更能保證質(zhì)量穩(wěn)固性
您此前提到混合塔架技術(shù)的上風(fēng)，業(yè)內(nèi)也很關(guān)心，混合塔架與傳統(tǒng)鋼塔架相比，是否也有本身的劣勢?
奧云：對于混合塔架來說，現(xiàn)場安裝時(shí)間比傳統(tǒng)鋼塔長一些。因?yàn)楦叨仍鲩L，當(dāng)機(jī)艙或輪轂必要大修時(shí)，必要更大的吊車，吊裝成本也會(huì)高一些。
此外，因?yàn)樵摷夹g(shù)在中國的應(yīng)用比較新，臨時(shí)還不能直接購買混合塔架制品。不過在中國高鐵/鐵路等的施工中許多地方有遺留的混凝土預(yù)制板制造、攪拌場地，可以考慮租用如許的場地進(jìn)行現(xiàn)場制造，從而可以節(jié)約大量的運(yùn)輸成本，實(shí)現(xiàn)本地制造。
目前，國內(nèi)如金風(fēng)科技等企業(yè)也在推混合塔架技術(shù)，MECAL公司的混合塔架技術(shù)與其他公司相比，有何不同?
奧云：我們通過相干報(bào)道了解到金風(fēng)科技已經(jīng)研制了混合塔架技術(shù)，這也注解國內(nèi)業(yè)界對這一新技術(shù)方案開始認(rèn)同。
MECAL公司活躍于國際風(fēng)能行業(yè)近30年，在風(fēng)機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)、部件和控制體系設(shè)計(jì)、分析以及撰寫認(rèn)證報(bào)告和現(xiàn)場測量等方面具有雄厚的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，MECAL公司的混合塔架技術(shù)多年來也形成了本身獨(dú)特的品質(zhì)。
我們用于混合塔架的原材料是混凝土，許多人認(rèn)為這是一種建筑。但是，常規(guī)建筑物建造質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不適用于風(fēng)電的混合塔架?；旌纤鼙匾惺荛L期動(dòng)態(tài)載荷,應(yīng)該由質(zhì)量完全可控、可重復(fù)的工業(yè)流程生產(chǎn),因而必要通過穩(wěn)固的高質(zhì)量預(yù)制部件體例來實(shí)現(xiàn)，以應(yīng)對風(fēng)機(jī)生命周期內(nèi)的高動(dòng)態(tài)載荷，為此，我們采用預(yù)制部件而不是現(xiàn)場澆筑的體例，以保證質(zhì)量的穩(wěn)固性，從而能夠完全知足風(fēng)機(jī)20-25年設(shè)計(jì)壽命的必要。因?yàn)樵谑覂?nèi)制造產(chǎn)品，不受日照以及任何氣候因素的影響，也能更好控制工期。另外，假如設(shè)計(jì)一座錐形混凝土塔筒，那么從上到下所有鋼筋的彎曲度都將不同，生產(chǎn)過程復(fù)雜，質(zhì)量控制難。而我們在中國推廣的方圓形混凝土塔段，其弧面板材彎曲半徑悉數(shù)同等，所有鋼筋外形一樣，如許使生產(chǎn)更簡便、質(zhì)量把控得到保證。此外，我們采用低壓模具制作板材，這種減壓成型能夠進(jìn)步壽命和精準(zhǔn)度。所有的接口由其外形和所處模具的位置決定，這大大進(jìn)步了產(chǎn)品的尺寸精度。
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