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超高风塔怎么盖,3D 打印行不行?

2017-12-30  来源:中国风力发电网  [已有0人评论]  [有偿投稿]
核心提示:在美国其他地区,80 米高塔身的风力发电机,容量因数无法像中西部大平原区域一样理想,风力发电的成本也就无法与美国廉价的页岩气燃气发电以及快速降价的太阳能相竞争。
中国风力发电网讯:只要放过风筝的人都知道,风力越到高空越强而稳定,这是因为地表的风受地形与地面障碍物的影响,产生许多干扰乱流,越到高空,受地面的影响就越小。这个基本原理,决定了风力发电机的发展方向,那就是风塔高度不断往上成长。
隶属于美国能源部的国家再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)报告指出,在美国风力资源最佳的中西部大平原区域,80 米高塔身的风力发电机,年容量因数(capacity factor)达 45%~50%,最高甚至可超过 50%。容量因数是衡量可再生能源经济价值的重要数据,以风能而言,由于一年到头不是随时都有风或处于最佳风速,因此无法随时达到名目上的最大发电容量,风机实际发出的电力,除以最大发电容量在同一段时间的理论最大发电量,就是容量因数。容量因数越高,代表实际发出的电力越多,平均下来的发电均化成本(LCOE)也就越便宜。
在美国其他地区,80 米高塔身的风力发电机,容量因数无法像中西部大平原区域一样理想,风力发电的成本也就无法与美国廉价的页岩气燃气发电以及快速降价的太阳能相竞争。为了推广风能到更广大的区域,解决办法是建造更高的风塔,取用更高空的稳定风力,以有效提升容量因数,降低均化成本。据国家再生能源实验室的模型推估,在中等风力的地区,采用 140 米高塔身,将能降低风力发电成本达二成之多。
事实上,靠着塔身高度快速提升,以及其他技术的进步,风力发电成本已经大幅下降,目前的风力发电成本,比起 1980 年,仅当时的 10%,而比起 2010 年,也仅为 60%。未来风机的塔身还将更往上成长,甚至可能挑战 250 米高。
然而该如何打造这么高的风塔,成了大问题。风塔越高,结构越大,耗用的原物料越多,组件运输的困难性越高。为了盖更高的风塔,结构设计得要“轻量化”,目前超高风塔的建造方式有几种主流办法。
首先是借用超高大楼的建筑方式,采全混凝土结构层层浇灌,先搭好模板浇灌一层混凝土,等混凝土硬化完成,就把作业平台往上升到刚做好的这层,再重复同样的作业。这样的建造方式可确实挑战超高高度,并且由于整座塔身都在施工现地浇灌而成,没有运输超大零组件的问题,缺点是耗用大量劳工,以及需一层层等待,拉长建造时间。

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(来源:科技新报  作者:蓝弋丰)

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