Kuo skiriasi hibridiniai ir lanksčios konstrukcijos bokštai vėjo energetikos pramonėje?

Pagrindinės sąvokos trumpai

Išsami analizė

1. Betoniniai hibridiniai bokštai (hibridiniai bokštai)

Hibridinis bokštas yra kombinuota „gelžbetonio ir plieno“ konstrukcija. Paprastai apatinė ~2/3 dalis pagaminta iš gelžbetonio (naudojant iš anksto pagamintus segmentus arba slydimo formavimo technologijas), o viršutinė dalis yra tradicinis plieninis bokštas, jungiantis prie gondolės.

Kaip išsprendžiamas rezonansas:
Turbinos sukimasis sukuria du pagrindinius sužadinimo dažnius:1P(rotoriaus greitis) ir3P(3 kartus didesnis rotoriaus greitis dėl tokių efektų kaip bokšto šešėlis). Dėl didžiulės hibridinio bokšto masės ir standumo jis1-asis natūralus dažnis aukščiautas3P dažnisįprasto veikimo metu (t. y. „kieto/kieto-kieto“ diapazone). Tai užtikrina, kad turbinos veikimo diapazonas nesužadina bokšto pagrindinio rezonanso, todėl valdymo sistemai reikia mažiau sudėtingos kompensacijos.

Privalumų/priešų logika:

Privalumas: Stabilumas:Dėl savo „standumo“ sistema minimaliai siūbuoja vėjyje, todėl veikia stabiliai, sumažėja mechaninis susidėvėjimas ir per visą jos naudojimo laiką reikia mažai priežiūros.

Trūkumai: Svoris:Betono segmentų transportavimui reikalingos specialios transporto priemonės ir dideli reikalavimai kelio bei tilto pločiui, keliamajai apkrovai ir posūkio spinduliui. Kalnuotuose regionuose tai dažnai neįmanoma. Dėl didžiulio svorio taip pat reikia didesnių, masyvesnių pamatų, o tai padidina civilinės inžinerijos sąnaudas ir laiką.

2. Lankstūs plieniniai bokštai (lankstūs bokštai / minkšti bokštai)

„Flex“ bokštai yra pagaminti iš plieno, tačiau jų konstrukcija paremta priešinga filosofija nei tradicinių standžių plieninių bokštų. Jie sąmoningai pagamintilankstusnaudojant lengvesnes ir plonesnes sienų medžiagas.

Kaip išsprendžiamas rezonansas:
Lankstus bokštasPirmasis natūralus dažnis yra skirtas būti žemiauturbinos1P dažnis(t. y. „minkštoje/minkštoje-minkštoje“ srityje). Tai reiškia, kad turbinos rotoriaus greitis turi viršytiperšį rezonansinį tašką paleidimo ir išjungimo metu. Norint tai valdyti,labai priklauso nuo pažangios turbinos valdymo sistemosValdiklis turi greitai įsibėgėti iki rezonansinio greičio ir įprasto veikimo metu naudoti aktyvius slopinimo algoritmus. Šie algoritmai nuolat reguliuoja generatoriaus sukimo momentą ir menčių žingsnį, kad aktyviai neutralizuotų bokšto judėjimą į priekį ir atgal ir neleistų sustiprėti vibracijoms.

Privalumų/priešų logika:

Privalumas: Lengvas svoris:Lengvas svoris reiškia medžiagų taupymą, o tai suteikia didelių sąnaudų pranašumų, ypač labai aukštiems bokštams. Segmentuotas transportavimas taip pat yra lankstesnis.

Trūkumas: priklausomybė nuo valdymo:Jo saugumas pagrįstas valdymo sistemos tikslumu ir patikimumu. Prasti algoritmai arba jutiklio gedimai gali sukelti nekontroliuojamą rezonansą. Be to, pučiant stipriam vėjui, bokšto viršus gali svyruoti daugiau nei metrą, o tai tam tikromis oro sąlygomis gali trukdyti atlikti techninę priežiūrą ir sukelti nepatogumų gondolėje esantiems darbuotojams.

Santrauka ir atranka

Pasirinkimas tarp hibridinio ir lanksčiojo bokšto yra sudėtingastechnoekonominis sprendimasremiantiskonkrečios projekto sąlygos:

Rinkitės hibridinį bokštą, kai:Įsikūręs lygioje vietovėje su gera transporto infrastruktūra ir arti betono gamyklų; kur projekto prioritetai yra didelis patikimumas ir norima mokėti didesnes transporto ir pamatų išlaidas už stabilų veikimą.

Rinkitės lankstų bokštą, kai:Siekiama mažiausių išlygintų energijos sąnaudų (LCOE), esant labai dideliems mazgų aukščiams (>140 m), vietovėse, kuriose sudėtinga transporto logistika (kalnai) arba kur dirvožemio sąlygos nėra idealios (leidžiama įrengti mažesnius pamatus).

Šiuo metu labai aukštų bokštų (>160 m) rinkoje dominuoja lankstūs bokštai dėl savo kainos ir logistikos pranašumų. Hibridiniai bokštai išlieka konkurencingi konkrečiose rinkose (pvz., lygumose Centrinėje/Pietryčių Kinijoje) ir tam tikrose srityse. Abi technologijos tobulėja: hibridiniai bokštai kuriami lengvesnėmis įtemptosiomis modulinėmis konstrukcijomis, o lankstūs bokštai naudoja vis sudėtingesnes ir patikimesnes valdymo strategijas.