近日，美國(guó)風(fēng)電塔筒生產(chǎn)商Keystone 宣布在美國(guó)得州投產(chǎn)全球首個(gè)商業(yè)化生產(chǎn)的螺旋焊接塔筒項(xiàng)目，該公司稱這一焊接方法能夠有效降低鋼制塔筒的生產(chǎn)成本和運(yùn)輸成本。
隨著風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展，塔筒、葉片等風(fēng)電設(shè)備正不斷變得“巨大”，動(dòng)輒數(shù)十米的大件設(shè)備運(yùn)輸，成為風(fēng)電行業(yè)亟待解決的難題，國(guó)內(nèi)外風(fēng)電設(shè)備制造商正積極探索塔筒生產(chǎn)新技術(shù)。
突破運(yùn)輸障礙
Keystone官網(wǎng)顯示，螺旋焊接塔筒能夠讓施工方進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接安裝，鋼板材料能以“平板”形式進(jìn)行運(yùn)輸，塔筒直徑有望達(dá)到20英尺至25英尺，約合6.0米-7.6米。
據(jù)了解，這一技術(shù)是美國(guó)能源部支持的創(chuàng)新項(xiàng)目，提供了700萬(wàn)美元研發(fā)資金。螺旋焊接方法來(lái)自傳統(tǒng)鋼管行業(yè)，將用于制造塔筒的鋼板卷成圓筒狀再進(jìn)行焊接，每塊鋼板僅有幾米長(zhǎng)，大幅降低了運(yùn)輸難度。
據(jù)Keystone董事會(huì)主席Steve Lockard介紹，使用螺旋焊接技術(shù)制造風(fēng)機(jī)塔筒速度比傳統(tǒng)鋼制塔筒快10倍，能夠在有效控制成本的情況下建成160米及以上的塔筒。這一技術(shù)不僅將風(fēng)機(jī)塔筒的自動(dòng)化水平提升到了新高度，更有助于實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)。
Keystone首席執(zhí)行官Eric Smith也表示：“為了提供最先進(jìn)的風(fēng)電塔筒，公司與全球最大的風(fēng)電整機(jī)商進(jìn)行了合作。螺旋焊接讓塔筒生產(chǎn)更快，質(zhì)量變得更高。”該公司正計(jì)劃擴(kuò)張，預(yù)計(jì)今年夏季交付首個(gè)商業(yè)化螺旋焊接塔筒。
降低運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)
塔筒是風(fēng)機(jī)設(shè)備主要零部件之一，作用是支持機(jī)艙和風(fēng)輪至合適的高度，使風(fēng)輪獲得較高且穩(wěn)定的風(fēng)速以捕獲更多風(fēng)能。傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)鋼制塔筒往往以圓筒狀運(yùn)輸，經(jīng)常會(huì)因太高或太寬受到限制。
“為降低風(fēng)力發(fā)電成本，風(fēng)機(jī)大型化勢(shì)不可擋。目前，國(guó)內(nèi)陸上風(fēng)機(jī)單機(jī)功率邁向5兆瓦時(shí)代，海上風(fēng)機(jī)更是突破10兆瓦。風(fēng)機(jī)大型化的同時(shí)，更大尺寸的風(fēng)機(jī)設(shè)備不可避免地增加了運(yùn)輸難度。”中國(guó)能源研究會(huì)能源與環(huán)境專業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)王衛(wèi)權(quán)向記者表示，“以葉片為例，半徑非常大，對(duì)道路要求很高，尤其在山地、城區(qū)等特殊路況下運(yùn)輸困難重重。”
風(fēng)機(jī)塔筒越高，就能夠捕捉更多風(fēng)能，生產(chǎn)更多綠色電力。與此同時(shí)，風(fēng)機(jī)單機(jī)功率不斷增加，也對(duì)輪轂高度、葉輪直徑以及其他相應(yīng)設(shè)備尺寸提出了更高要求。隨著風(fēng)機(jī)設(shè)備增大，運(yùn)輸成本顯著提高。
丹麥風(fēng)機(jī)制造商維斯塔斯最新推出的陸上風(fēng)機(jī)塔筒高度已超過(guò)了160米，海上風(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度超過(guò)115米，不斷刷新行業(yè)紀(jì)錄。值得注意的是，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)輸意外事故也在頻繁發(fā)生。去年下半年，美國(guó)得州就曾出現(xiàn)了一起風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)輸半掛火車(chē)和另一輛貨運(yùn)火車(chē)相撞事故。此前，我國(guó)也曾出現(xiàn)過(guò)風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)輸車(chē)在路過(guò)居民區(qū)時(shí)掃落房屋瓦片、塔筒運(yùn)輸過(guò)程中側(cè)翻等事故。
邁向更輕更強(qiáng)
風(fēng)電設(shè)備制造商不僅創(chuàng)新了塔筒焊接技術(shù)，也開(kāi)始在材料方面下功夫。今年4月，美國(guó)風(fēng)電整機(jī)制造商通用電氣宣布稱，將引入3D打印技術(shù)，利用“三層樓高”的3D打印機(jī)，在風(fēng)電施工現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)混凝土風(fēng)機(jī)塔筒基座，每小時(shí)消耗混凝土量有望超過(guò)10噸以上，可以現(xiàn)場(chǎng)“打印”超過(guò)20米的風(fēng)電塔筒。
我國(guó)風(fēng)電整機(jī)龍頭企業(yè)金風(fēng)科技也在積極研發(fā)鋼混式風(fēng)機(jī)塔架，利用混凝土基座和鋼制塔筒混合材料塔筒，在保障發(fā)電安全可靠的同時(shí)，降低交通運(yùn)輸限制。5月10日，金風(fēng)科技宣布該公司所屬天杉高科參與編制的兩部鋼混塔架行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施，成為了這一類(lèi)型風(fēng)機(jī)塔架生產(chǎn)的最新標(biāo)準(zhǔn)。
不僅如此，在葉片方面，國(guó)內(nèi)外多家風(fēng)電制造商也陸續(xù)表示，為滿足風(fēng)機(jī)大型化需求，未來(lái)將研發(fā)使用更輕、強(qiáng)度更高的葉片材料，其中包括碳纖維、新型樹(shù)脂等。
王衛(wèi)權(quán)表示，面對(duì)風(fēng)機(jī)大型化帶來(lái)的運(yùn)輸挑戰(zhàn)，風(fēng)電行業(yè)需要技術(shù)創(chuàng)新，但大規(guī)模推廣應(yīng)用仍需要一段時(shí)間，最終哪種方式能夠脫穎而出，需要更多試驗(yàn)和時(shí)間來(lái)檢驗(yàn)。
