Које су разлике између хибридних торњева и флексибилних торњева у индустрији енергије ветра?

Основни концепти на први поглед

Детаљна анализа

1. Бетонски хибридни торњеви (хибридни торњеви)

Хибридни торањ је комбинована структура од „армираног бетона + челика“. Типично, доње ~2/3 су направљене од армираног бетона (коришћењем префабрикованих сегмената или техника клизања), док је горњи део традиционални челични торањ повезан са гондолом.

Како решава резонанцу:
Ротација турбине ствара две главне фреквенције побуђивања:1П(брзина ротора) и3П(3 пута брзина ротора, од ефеката попут сенке торња). Масивна маса и крутост хибридног торња постављају његову1. природна фреквенција изнадтај/та/то/то3П фреквенцијатоком нормалног рада (тј. у области „круто/круто-круто“). Ово осигурава да оперативни опсег турбине не побуђује основну резонанцију торња, што захтева мање сложену компензацију од система управљања.

Логика иза предности/мана:

Предност: Стабилност:Његова „крутост“ значи минимално њихање на ветру, што доводи до стабилног рада, смањеног механичког хабања и мале потребе за одржавањем током његовог пројектованог века трајања.

Против: Тежина:Транспорт бетонских сегмената захтева посебна возила и поставља велике захтеве у погледу ширине пута и мостова, носивости и радијуса окретања. Ово је често неизводљиво у планинским пределима. Огромна тежина такође захтева веће, масивније темеље, што повећава трошкове и време грађевинарства.

2. Флексибилни челични торњеви (флексибилни торњеви / меки торњеви)

Флексибилни торњеви су направљени од челика, али су пројектовани са супротном филозофијом од традиционалних крутих челичних торњева. Они су намерно направљенифлексибиланкоришћењем лакших и тањих материјала за зидове.

Како решава резонанцу:
Флексибилни торањПрва природна фреквенција је пројектована да буде исподтурбине1P фреквенција(тј. у области „меко/меко-меко“). То значи да брзина ротора турбине мора да пређекрозову резонантну тачку током покретања и гашења. Да би се ово контролисало,у великој мери се ослања на напредни систем управљања турбинамаКонтролер мора брзо да убрза кроз резонантну брзину и да користи активне алгоритме за пригушивање током нормалног рада. Ови алгоритми стално подешавају обртни момент генератора и нагиб лопатица како би активно супротставили кретању торња напред-назад и спречили појачавање вибрација.

Логика иза предности/мана:

Предност: Лагана:Лагана конструкција значи уштеду материјала, нудећи значајне предности у трошковима, посебно за веома високе торњеве. Сегментирани транспорт је такође флексибилнији.

Против: Зависност од контроле:Његова безбедност се заснива на прецизности и поузданости система управљања. Лоши алгоритми или квар сензора могу довести до неконтролисане резонанције. Штавише, врх торња може се љуљати више од једног метра при јаком ветру, што може онемогућити приступ одржавању током одређених временских услова и може изазвати нелагодност за особље у гондоли.

Резиме и избор

Избор између хибридног и флексибилног торња је сложентехно-економска одлукана основуспецифични услови пројекта:

Изаберите хибридни торањ када:Смештен на равном терену са добром саобраћајном инфраструктуром и близином бетонских фабрика; где приоритети пројекта фаворизују високу поузданост и спремност да плате веће трошкове транспорта и темеља за стабилне перформансе.

Изаберите флексибилни торањ када:Циљање на најнижу изједначену цену енергије (LCOE), за веома велике висине чворишта (>140 м), у подручјима са изазовном транспортном логистиком (планине) или тамо где су услови тла мање идеални (што омогућава мање темеље).

Тренутно, флексибилни торњеви доминирају тржиштем веома високих торњева (>160 м) због својих трошковних и логистичких предности. Хибридни торњеви остају конкурентни на одређеним тржиштима (нпр. равнице у централној/југоисточној Кини) и применама. Обе технологије се развијају, при чему хибридни торњеви развијају лакше претходно напрегнуте модуларне дизајне, а флексибилни торњеви користе све софистицираније и поузданије стратегије управљања.