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塔筒從70m到140m甚至更高:中東南部低風速山地風電的機遇與挑戰

光伏們發布時間:2021-11-02 09:38:30

中東南部風電的特點就是風機的機位分散,風資源條件越來越差,然后還有更加苛刻的生態環保限制性條件,如何解決低風速條件下的山地及平原風電,給行業的技術創新提出了新課題。

這次風能展,就有很多的新技術給出了一些方向:其中比較集中的就是高塔筒技術。金風科技發布了185m塔筒的高塔技術,這對當前低風速的風資源確實讓大家看到了希望。15年前,70m級葉輪直徑的風機技術塔筒高度在70-80m,到2021年,國內的塔筒高度已經達到了160m,而對山地風電場而言,業內已有企業做到了140m,不得不說塔筒高度在這方面的跨越是需要極大的技術底蘊和勇氣。金風發布的185m高度的塔筒技術而且是基于鋼塔,對行業未來資源開發范圍給與了延伸。

當然,更高的塔筒也面臨很大的挑戰。純粹的柔塔(全鋼)在低成本時代,在塔筒的安全性方面承受很大的壓力,也在行業發生很多倒塔的案例,當然這不是質疑柔塔的技術路線,而是越來越高的塔架如何保證,這對風機參加的控制技術提出了更高的要求,同時還不考慮塔筒的制造難度和運輸難題。

更高的塔架如何解決制造和運輸難題:新型塔架技術有未來

更高的塔筒,在平原而言,可能更適合采用混塔,一方面可以提供更好的塔筒剛度,提供更高的發電量,同時混塔基本都是現場附近制造,相對5m甚至6m的基礎法蘭和塔筒的尺寸也減少了難度,但如果常用更高的塔架,基礎段的塔筒制造運輸難度非常大。這次風能展,國內企業也發布了新型塔架技術:分片式鋼塔技術。山東中車在在這方面做了很長時間的工作,根據焦守雷工程師介紹,已經開始裝機。在我過去的文章中,多次提出了這個技術,德國的ENERCON公司,已經采用這種塔架技術裝機超過1000臺,并且獲得了很好的應用。分片式塔架的優勢很明顯,制造和運輸方便,無論平原還是山地,都不是問題;另外一個優勢就是基礎部分直徑不受限制,直徑6-7m都可以。唯一大家擔憂的是一個如此多的螺栓連接的結構件,高達一百多米,其塔筒頻率和疲勞可靠性怎么保證。自爬式風機吊裝(來自ENERCON視頻)

很顯然,ENERCON 已經做到了,其技術路線就不用做任何懷疑。總體而言,中國的風電技術還是在國外同行企業的基礎上進行再創新的提升,這一點我們也要面對,而且采用分片式塔筒,可以有效實施自助式爬升起重機實施風機塔筒自我吊裝,前期我有文章介紹(大家可以看相關文章)。

過億千瓦市場的鄉村風電需求:高塔筒、大葉輪、大容量

這里我想大家會注意到一個關鍵詞,大葉輪。這也是目前制約中東南部風電的一個核心因素,問題在于80-90m 的葉片如何運輸,在縱橫交錯的鄉村街里如何運輸,這是未來葉片技術需要解決的難題,當然GE號稱明年分段式技術葉片商業運行。國內行業人士保留態度,葉片過重,技術方案存在一定質疑,但我相信,有人做出來了,就不是問題,而且在當前新能源電力需求剛性的形勢下,通過技術進步解決開發容量問題也是行業進步的一個方向。

中東南部的經濟總量如果統計的話,預計達到或超過60-70%比重,在這部分區域的新能源電力比重都非常低,化石能源的消耗比重考核壓力可謂不小,因此發展新能源的動力會更加強勁,從廣西2021-2022年的數據看就會發展。

更重要的是中國是地廣人稀,行業協會推進的風電下鄉,需要更大容量的風機,初步測算規模超過1億千瓦,盡管很分散,但在當前大基地推進困難的形勢下,更大葉輪直徑的風機,更高高度的風機,還需要更多包括類似分片式塔架技術的風機技術作為支撐。


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