Aké sú rozdiely medzi hybridnými vežami a flexibilnými vežami vo veternom energetickom priemysle?

Základné koncepty v skratke

Hĺbková analýza

1. Betónové hybridné veže (hybridné veže)

Hybridná veža je kombinovaná konštrukcia „železobetónu + ocele“. Spodné ~2/3 sú typicky vyrobené zo železobetónu (s použitím prefabrikovaných segmentov alebo techník posuvného debnenia), zatiaľ čo horná časť je tradičná oceľová veža pripojená ku gondole.

Ako rieši rezonanciu:
Rotácia turbíny vytvára dve hlavné budiace frekvencie:1P(rýchlosť rotora) a3P(3-násobná rýchlosť rotora, v dôsledku efektov ako tieň veže). Masívna hmotnosť a tuhosť hybridnej veže umiestňujú jej1. prirodzená frekvencia vyššieten3P frekvenciapočas normálnej prevádzky (t. j. v oblasti „tuhý/tuhý-tuhý“). To zabezpečuje, že prevádzkový rozsah turbíny nevyvoláva základnú rezonanciu veže, čo si vyžaduje menej zložitú kompenzáciu od riadiaceho systému.

Logika kladov/záporov:

Výhody: Stabilita:Jeho „tuhosť“ znamená minimálne kolísanie vo vetre, čo vedie k stabilnej prevádzke, zníženému mechanickému opotrebovaniu a malej potrebe údržby počas celej jeho projektovanej životnosti.

Nevýhody: Hmotnosť:Preprava betónových segmentov si vyžaduje špeciálne vozidlá a kladie vysoké nároky na šírku ciest a mostov, nosnosť a polomer otáčania. V horských oblastiach je to často neuskutočniteľné. Obrovská hmotnosť si tiež vyžaduje väčšie a masívnejšie základy, čo zvyšuje náklady a čas stavebných prác.

2. Flexibilné oceľové veže (flexibilné veže / mäkké veže)

Flexibilné veže sú celooceľové, ale sú navrhnuté s opačnou filozofiou ako tradičné pevné oceľové veže. Sú zámerne vyrobenéflexibilnýpoužitie ľahších a tenších stenových materiálov.

Ako rieši rezonanciu:
Flexibilná vežaPrvá prirodzená frekvencia je navrhnutá tak, aby bola podturbíny1P frekvencia(t. j. v oblasti „mäkký/mäkký-mäkký“). To znamená, že otáčky rotora turbíny musia prekročiťceztento rezonančný bod počas spúšťania a vypínania. Na zvládnutie tohto problémuvo veľkej miere sa spolieha na pokročilý systém riadenia turbínyRiadiaca jednotka musí rýchlo zrýchliť cez rezonančnú rýchlosť a počas normálnej prevádzky používať aktívne tlmiace algoritmy. Tieto algoritmy neustále upravujú krútiaci moment generátora a sklon lopatiek, aby aktívne pôsobili proti pohybu veže vpred-vzad a zabránili zosilneniu vibrácií.

Logika kladov/záporov:

Výhody: Ľahký:Ľahká konštrukcia znamená úsporu materiálu, čo ponúka značné cenové výhody, najmä pri veľmi vysokých vežiach. Segmentovaná doprava je tiež flexibilnejšia.

Nevýhoda: Závislosť od kontroly:Jeho bezpečnosť je založená na presnosti a spoľahlivosti riadiaceho systému. Zlé algoritmy alebo porucha senzorov by mohli viesť k nekontrolovanej rezonancii. Okrem toho sa vrch veže môže pri silnom vetre kývať o viac ako meter, čo môže za určitých poveternostných podmienok zabrániť prístupu údržbárov a spôsobiť nepohodlie personálu v gondole.

Zhrnutie a výber

Voľba medzi hybridnou a flexibilnou vežou je zložitátechnicko-ekonomické rozhodnutiena základešpecifické podmienky projektu:

Vyberte si hybridnú vežu, keď:Nachádza sa v rovinatom teréne s dobrou dopravnou infraštruktúrou a blízkosťou betonární; kde prioritami projektu je vysoká spoľahlivosť a sú ochotní zaplatiť vyššie náklady na dopravu a základy za stabilný výkon.

Vyberte si flexibilnú vežu, keď:Zameranie sa na najnižšie vyrovnané náklady na energiu (LCOE) pre veľmi vysoké výšky nábojov (> 140 m), v oblastiach s náročnou dopravnou logistikou (hory) alebo tam, kde sú pôdne podmienky menej ideálne (čo umožňuje menšie základy).

V súčasnosti dominujú na trhu s veľmi vysokými vežami (> 160 m) flexibilné veže vďaka svojim cenovým a logistickým výhodám. Hybridné veže zostávajú konkurencieschopné na špecifických trhoch (napr. nížiny v strednej/juhovýchodnej Číne) a v špecifických aplikáciách. Obe technológie sa vyvíjajú, pričom hybridné veže sa vyznačujú ľahšími predpätými modulárnymi konštrukciami a flexibilné veže využívajú čoraz sofistikovanejšie a spoľahlivejšie stratégie riadenia.