Kakšne so razlike med hibridnimi in fleksibilnimi stolpi v industriji vetrne energije?

Ključni koncepti na kratko

Poglobljena analiza

1. Betonski hibridni stolpi (hibridni stolpi)

Hibridni stolp je kombinirana konstrukcija iz "armiranega betona in jekla". Običajno je spodnja ~2/3 izdelana iz armiranega betona (z uporabo montažnih segmentov ali tehnik drsnega opaženja), zgornji del pa je tradicionalni jekleni stolp, povezan z gondolo.

Kako rešuje resonanco:
Vrtenje turbine ustvarja dve glavni vzbujevalni frekvenci:1P(hitrost rotorja) in3P(3-kratna hitrost rotorja, zaradi učinkov, kot je senca stolpa). Masivna masa in togost hibridnega stolpa postavljata njegovo1. naravna frekvenca zgorajta3P frekvencamed normalnim delovanjem (tj. v območju "togo/togo-togo"). To zagotavlja, da obratovalno območje turbine ne vzbuja osnovne resonance stolpa, kar zahteva manj kompleksno kompenzacijo s strani krmilnega sistema.

Logika za prednostmi/slabostmi:

Prednost: Stabilnost:Njegova "togost" pomeni minimalno nihanje v vetru, kar vodi do stabilnega delovanja, manjše mehanske obrabe in majhne potrebe po vzdrževanju v celotni življenjski dobi.

Slabosti: Teža:Prevoz betonskih segmentov zahteva posebna vozila in postavlja visoke zahteve glede širine cest in mostov, nosilnosti in polmera obračanja. To je v gorskih območjih pogosto neizvedljivo. Zaradi ogromne teže so potrebni tudi večji, masivnejši temelji, kar povečuje stroške in čas gradnje.

2. Fleksibilni jekleni stolpi (fleksibilni stolpi / mehki stolpi)

Fleksibilni stolpi so v celoti iz jekla, vendar so zasnovani z nasprotno filozofijo kot tradicionalni togi jekleni stolpi. Namerno so izdelaniprilagodljivz uporabo lažjih in tanjših stenskih materialov.

Kako rešuje resonanco:
Fleksibilni stolpPrva naravna frekvenca je zasnovana tako, da je podturbine1P frekvenca(tj. v območju "mehko/mehko-mehko"). To pomeni, da mora hitrost rotorja turbine presečiskozito resonančno točko med zagonom in zaustavitvijo. Za obvladovanje tega jemočno se zanaša na napreden sistem krmiljenja turbineKrmilnik mora hitro pospešiti skozi resonančno hitrost in med normalnim delovanjem uporabiti algoritme aktivnega dušenja. Ti algoritmi nenehno prilagajajo navor generatorja in nagib lopatic, da aktivno preprečujejo gibanje stolpa naprej-nazaj in preprečujejo ojačanje vibracij.

Logika za prednostmi/slabostmi:

Prednost: Lahka:Lahka teža pomeni prihranek materiala, kar ponuja znatne stroškovne prednosti, zlasti pri zelo visokih stolpih. Segmentirani transport je tudi bolj prilagodljiv.

Slabost: Odvisnost od nadzora:Njegova varnost temelji na natančnosti in zanesljivosti krmilnega sistema. Slabi algoritmi ali okvara senzorjev lahko povzročijo nenadzorovano resonanco. Poleg tega se lahko vrh stolpa v močnem vetru niha za več kot meter, kar lahko v določenih vremenskih razmerah prepreči dostop za vzdrževanje in povzroči nelagodje osebju v gondoli.

Povzetek in izbor

Izbira med hibridnim in fleksibilnim stolpom je zapletenatehno-ekonomska odločitevna podlagiposebni projektni pogoji:

Izberite hibridni stolp, kadar:Nahaja se na ravnem terenu z dobro prometno infrastrukturo in bližino betonarn; kjer projekt daje prednost visoki zanesljivosti in je pripravljen plačati višje stroške prevoza in temeljev za stabilno delovanje.

Izberite prilagodljiv stolp, kadar:Ciljanje na najnižje izravnane stroške energije (LCOE) za zelo visoke višine vozlišč (> 140 m), na območjih z zahtevno transportno logistiko (gore) ali kjer so talne razmere manj idealne (kar omogoča manjše temelje).

Trenutno na trgu zelo visokih stolpov (> 160 m) prevladujejo fleksibilni stolpi zaradi svojih stroškovnih in logističnih prednosti. Hibridni stolpi ostajajo konkurenčni na določenih trgih (npr. nižine v osrednji/jugovzhodni Kitajski) in v določenih aplikacijah. Obe tehnologiji se razvijata, pri hibridnih stolpih pa se razvijajo lažje prednapete modularne zasnove, fleksibilni stolpi pa uporabljajo vse bolj dovršene in zanesljive strategije krmiljenja.