增大葉片長(zhǎng)度和增高塔架高度已成為提升風(fēng)機(jī)發(fā)電量的兩大利器。然而，傳統(tǒng)的全鋼塔架在增高的同時(shí)也面臨著塔壁厚度、運(yùn)輸高度及重量、制作成本的限制。在此背景下，混凝土塔筒+鋼筒的混合塔架技術(shù)方案不失為一種兼具安全性和經(jīng)濟(jì)性的選擇。作為全球知名的風(fēng)電和風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)公司，荷蘭MECAL公司在國(guó)際上率先倡導(dǎo)并實(shí)踐了混合塔架技術(shù)路線，MECAL（北京）工程技術(shù)有限公司總經(jīng)理奧云接受記者專訪時(shí)表示，隨著“十三五”時(shí)期中國(guó)風(fēng)電開發(fā)重點(diǎn)向中南部轉(zhuǎn)移，混合塔架技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用將越來越普遍。

　　應(yīng)用廣  提升發(fā)電量顯著

　　中國(guó)能源報(bào)：混合塔架技術(shù)在降低風(fēng)電全生命周期的度電成本上能發(fā)揮多大作用？

　　奧云：在很多低風(fēng)速地區(qū)，傳統(tǒng)的低于100米的鋼筒塔架僅能使風(fēng)機(jī)達(dá)到1800年利用小時(shí)數(shù)甚至更低，大多數(shù)風(fēng)電投資商通常要求內(nèi)部收益率不低于8%-10%，因此，1800年利用小時(shí)數(shù)產(chǎn)生的效益很難對(duì)投資商產(chǎn)生吸引力。

　　如果使用120-130米的混合塔架替代80米的傳統(tǒng)鋼塔，輪轂高度得到提高，風(fēng)機(jī)所處的風(fēng)況會(huì)更好，風(fēng)速通常能增加10%以上，年發(fā)電量能提高30%左右，即能夠達(dá)到2400年利用小時(shí)數(shù)，發(fā)電收益的增加遠(yuǎn)超塔架成本的增加。另外，混合塔架僅需增加一些初期投資，無需后期維護(hù)，其本身的投資回收期只有短短幾年。

　　需要注意的是，在一些起伏山地等比較特殊的地形，增高塔架不一定能獲得更高的風(fēng)速，需要對(duì)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源和地形條件進(jìn)行針對(duì)性分析，從而判斷混合塔架技術(shù)是否確實(shí)能有效提升其發(fā)電量。

　　總體而言，混合塔架技術(shù)所帶來的發(fā)電量的提升必將使整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)收益獲得顯著提高，從而有利于降低全生命周期的度電成本。

　　中國(guó)能源報(bào):混合塔架技術(shù)在低風(fēng)速地區(qū)頗具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，那么在“三北”地區(qū)以及海上，混合塔架的適用性是如何的？

　　奧云：混合塔架在低風(fēng)速地區(qū)最具經(jīng)濟(jì)性，而在“三北”高風(fēng)速地區(qū)也具有適應(yīng)性。首先，從空間上看，“三北”地區(qū)高風(fēng)速只是地區(qū)平均值，不同地理位置風(fēng)速會(huì)有較大差別，同一風(fēng)區(qū)內(nèi)的不同風(fēng)電場(chǎng)年利用小時(shí)數(shù)甚至可能相差30%，這類風(fēng)速相對(duì)較低的風(fēng)場(chǎng)如果采用混合塔架，能進(jìn)一步提高發(fā)電量。其次，從時(shí)間上看，“三北”地區(qū)并不是所有時(shí)段都風(fēng)速高，一般是冬春風(fēng)速高，夏季明顯降低，波動(dòng)非常大。根據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，寧蒙、陜蒙交界地區(qū)風(fēng)速偏低，全年平均風(fēng)速低于5米/秒的時(shí)段約為40%，低于6米/秒的時(shí)段接近50%。如果采用混合塔架，能提高低風(fēng)速時(shí)段的發(fā)電量。因此，在那些實(shí)際風(fēng)速低于風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)速的地區(qū)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)找到風(fēng)輪直徑、額定功率和塔架高度三者的最佳組合，從空間和時(shí)間上提高對(duì)風(fēng)能的整體利用效率，將有效降低風(fēng)電的波動(dòng)性，增加發(fā)電量，電網(wǎng)也更易于對(duì)其接納。

　　在海上風(fēng)電場(chǎng)，塔架運(yùn)輸沒有陸上那種針對(duì)尺寸的限制，就可以自由選擇大直徑的鋼管塔筒，所以，對(duì)海上風(fēng)電而言，鋼塔架仍舊是一個(gè)合適的選擇。不過，由于混凝土塔架抗腐蝕能力強(qiáng)，比鋼塔更適合鹽水環(huán)境，因此，混合塔架也適用于海邊的風(fēng)電場(chǎng)。

　　國(guó)際應(yīng)用成熟  國(guó)內(nèi)尚起步

　　中國(guó)能源報(bào)：混合塔架技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用情況是怎樣的？

　　奧云：這項(xiàng)技術(shù)在歐洲已經(jīng)應(yīng)用于不同類型的風(fēng)機(jī)及不同的自然環(huán)境。世界著名的風(fēng)機(jī)制造商，如西門子、GE、歌美颯、安迅能、蘇司蘭等都已應(yīng)用我們的混合塔架技術(shù)。在巴西、墨西哥、印度以及美國(guó)、德國(guó)、西班牙等國(guó)建造實(shí)例已超過1500臺(tái)，最高能建到160米，已經(jīng)屬于成熟技術(shù)。其中有很多是全預(yù)制混凝土塔架，也有很多是上鋼下混（混凝土段高50-100米）的混合塔架。近期建造的塔架多在90-150米之間。

　　MECAL公司在德國(guó)風(fēng)機(jī)試驗(yàn)場(chǎng)的混合塔架樣機(jī)已安全運(yùn)行7年，年利用小時(shí)數(shù)達(dá)到3300小時(shí)。根據(jù)第三方測(cè)試的數(shù)據(jù)，與90米高的全鋼標(biāo)準(zhǔn)塔架相比，發(fā)電量提高了28%。

　　MECAL公司多年前第一個(gè)把雨流計(jì)數(shù)方法結(jié)合了有限元算引進(jìn)到風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)我們和認(rèn)證公司一起開發(fā)了新的適合于風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算方法。在混合塔架的認(rèn)證上，我們又一次和DNV-GL公司，TüV公司一起開發(fā)了新的計(jì)算方法。我們采用了德國(guó)DIBt建筑標(biāo)準(zhǔn)，并符合風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的IEC-61400要求。在中國(guó)市場(chǎng)，我們也準(zhǔn)備和中國(guó)的認(rèn)證公司進(jìn)行合作。

　　中國(guó)能源報(bào)：在中國(guó)的應(yīng)用案例中，遇到了哪些實(shí)際問題？

　　奧云：混合塔架技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)應(yīng)用成熟，國(guó)內(nèi)風(fēng)電近年來高速發(fā)展，主要集中于高風(fēng)速地區(qū)，使用常規(guī)低塔架已經(jīng)滿足需求，因此國(guó)內(nèi)仍缺乏成熟的混合塔架應(yīng)用案例。國(guó)內(nèi)風(fēng)電運(yùn)營(yíng)商對(duì)于混合塔架的技術(shù)可靠性、服務(wù)能力、尤其是提高發(fā)電量以彌補(bǔ)塔架成本的增加方面，還有疑慮。目前國(guó)內(nèi)不少高層技術(shù)人員已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了混合塔架技術(shù)的成熟性，需要進(jìn)一步開展商務(wù)合作。

　　MECAL公司花費(fèi)了10年的時(shí)間研制開發(fā)了混合塔架技術(shù)，可以大幅度提高發(fā)電量，我們希望此項(xiàng)技術(shù)在中國(guó)被廣泛使用，造福中國(guó)的風(fēng)能事業(yè)。MECAL（北京）工程技術(shù)有限公司是專門針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)成立的，有MECAL公司經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)隊(duì)伍做支持，有專業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)和售后服務(wù)，能夠保證混合塔架這項(xiàng)新技術(shù)在中國(guó)的順利實(shí)施?；旌纤芗夹g(shù)是一項(xiàng)專利技術(shù)，在中國(guó)開始推廣以來，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有專利侵權(quán)的問題，對(duì)此我們有一些憂慮。

　　預(yù)制方式更能保證質(zhì)量穩(wěn)定性

　　中國(guó)能源報(bào)：您此前提到混合塔架技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，業(yè)內(nèi)也很關(guān)心，混合塔架與傳統(tǒng)鋼塔架相比，是否也有自己的劣勢(shì)？

　　奧云：對(duì)于混合塔架來說，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間比傳統(tǒng)鋼塔長(zhǎng)一些。由于高度增加，當(dāng)機(jī)艙或輪轂需要大修時(shí)，需要更大的吊車，吊裝成本也會(huì)高一些。

　　此外，由于該技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用比較新，暫時(shí)還不能直接購(gòu)買混合塔架成品。不過在中國(guó)高鐵/鐵路等的施工中很多地方有遺留的混凝土預(yù)制板制造、攪拌場(chǎng)地，可以考慮租用這樣的場(chǎng)地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制造，從而可以節(jié)約大量的運(yùn)輸成本，實(shí)現(xiàn)本地制造。

　　中國(guó)能源報(bào)：目前，國(guó)內(nèi)如金風(fēng)科技等企業(yè)也在推混合塔架技術(shù)，MECAL公司的混合塔架技術(shù)與其他公司相比，有何不同？

    奧云：我們通過相關(guān)報(bào)道了解到金風(fēng)科技已經(jīng)研制了混合塔架技術(shù)，這也表明國(guó)內(nèi)業(yè)界對(duì)這一新技術(shù)方案開始認(rèn)同。

　　MECAL公司活躍于國(guó)際風(fēng)能行業(yè)近30年，在風(fēng)機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)、部件和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析以及撰寫認(rèn)證報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量等方面具有豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，MECAL公司的混合塔架技術(shù)多年來也形成了自己獨(dú)特的品質(zhì)。

　　我們用于混合塔架的原材料是混凝土，很多人認(rèn)為這是一種建筑。但是，常規(guī)建筑物建造質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不適用于風(fēng)電的混合塔架?；旌纤苄枰惺荛L(zhǎng)期動(dòng)態(tài)載荷,應(yīng)該由質(zhì)量完全可控、可重復(fù)的工業(yè)流程生產(chǎn),因而需要通過穩(wěn)定的高質(zhì)量預(yù)制部件方式來實(shí)現(xiàn)，以應(yīng)對(duì)風(fēng)機(jī)生命周期內(nèi)的高動(dòng)態(tài)載荷，為此，我們采用預(yù)制部件而不是現(xiàn)場(chǎng)澆筑的方式，以保證質(zhì)量的穩(wěn)定性，從而能夠完全滿足風(fēng)機(jī)20-25年設(shè)計(jì)壽命的需要。由于在室內(nèi)制造產(chǎn)品，不受日照以及任何天氣因素的影響，也能更好控制工期。另外，如果設(shè)計(jì)一座錐形混凝土塔筒，那么從上到下所有鋼筋的彎曲度都將不同，生產(chǎn)過程復(fù)雜，質(zhì)量控制難。而我們?cè)谥袊?guó)推廣的方圓形混凝土塔段，其弧面板材彎曲半徑全部一致，所有鋼筋形狀一樣，這樣使生產(chǎn)更簡(jiǎn)便、質(zhì)量把控得到保證。此外，我們采用低壓模具制作板材，這種減壓成型能夠提高壽命和精準(zhǔn)度。所有的接口由其形狀和所處模具的位置決定，這大大提高了產(chǎn)品的尺寸精度。