Кои се разликите помеѓу хибридните кули и флексибилните кули во индустријата за ветерна енергија?

Основни концепти на прв поглед

Длабинска анализа

1. Бетонски хибридни кули (хибридни кули)

Хибридна кула е комбинирана структура од „армиран бетон + челик“. Типично, долните ~2/3 се направени од армиран бетон (користејќи однапред излиени сегменти или техники на лизгање), додека горниот дел е традиционална челична кула што се поврзува со гондолата.

Како решава резонанца:
Ротацијата на турбината создава две главни фреквенции на возбудување:1П(брзина на роторот) и3П(3x брзина на роторот, од ефекти како сенка на кулата). Масивната маса и цврстина на хибридната кула ја ставаат нејзинатаПрва природна фреквенција погорена3P фреквенцијаза време на нормална работа (т.е. во регионот „круто/круто-круто“). Ова осигурува дека работниот опсег на турбината не ја возбудува фундаменталната резонанца на кулата, што бара помалку комплексна компензација од контролниот систем.

Логиката зад предностите/недостатоците:

Предности: Стабилност:Неговата „цврстина“ значи минимално нишање на ветерот, што доведува до стабилно работење, намалено механичко абење и мала потреба од одржување во текот на неговиот проектен век.

Недостаток: Тежина:Транспортот на бетонски сегменти бара специјални возила и поставува големи барања во однос на ширината на патот и мостот, носивоста и радиусот на свртување. Ова често е невозможно во планинските региони. Огромната тежина, исто така, бара поголеми, помасивни темели, зголемувајќи ги трошоците и времето за градежно инженерство.

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

Флексибилните кули се целосно изработени од челик, но се дизајнирани со спротивна филозофија од традиционалните крути челични кули. Тие се намерно направени.флексибиленкористејќи полесни и потенки материјали за ѕидови.

Како решава резонанца:
Флексибилна кулаПрвата природна фреквенција е дизајнирана да биде подтурбината1P фреквенција(т.е. во регионот „меко/меко-меко“). Ова значи дека брзината на роторот на турбината мора да поминепрекуоваа резонантна точка за време на стартување и исклучување. За да се управува со ова,во голема мера се потпира на напреден систем за контрола на турбинатаКонтролерот мора брзо да забрза преку резонантната брзина и да користи активни алгоритми за пригушување за време на нормална работа. Овие алгоритми постојано го прилагодуваат вртежниот момент на генераторот и наклонот на лопатките за активно да се спротивстават на движењето напред-назад на кулата и да спречат засилување на вибрациите.

Логиката зад предностите/недостатоците:

Предности: Лесен:Лесноста значи заштеда на материјал, нудејќи значителни предности во трошоците, особено за многу високи кули. Сегментираниот транспорт е исто така пофлексибилен.

Недостаток: Зависност од контрола:Неговата безбедност се базира на прецизноста и сигурноста на контролниот систем. Лошите алгоритми или дефектот на сензорот би можеле да доведат до неконтролирана резонанца. Понатаму, врвот на кулата може да се ниша над метар при силни ветрови, што може да го спречи пристапот за одржување во одредени временски услови и може да предизвика непријатност за персоналот во гондолата.

Резиме и избор

Изборот помеѓу хибридна и флексибилна кула е комплексен.техно-економска одлукаврз основа наспецифични услови на проектот:

Изберете хибридна кула кога:Сместен на рамничарски терен со добра транспортна инфраструктура и близина до бетонски фабрики; каде што приоритетите на проектот се насочени кон висока сигурност и се подготвени да платат повисоки трошоци за транспорт и темели за стабилни перформанси.

Изберете флексибилна кула кога:Таргетирање на најниската нивелирана цена на енергијата (LCOE), за многу високи висини на главчините (>140 м), во области со предизвикувачка транспортна логистика (планини) или каде што условите на почвата се помалку идеални (што овозможува помали темели).

Моментално, флексибилните кули доминираат на пазарот за многу високи кули (>160 метри) поради нивните ценовни и логистички предности. Хибридните кули остануваат конкурентни на специфични пазари (на пр., рамнини во Централна/Југоисточна Кина) и апликации. И двете технологии се развиваат, при што хибридните кули развиваат полесни претходно напрегнати модуларни дизајни и флексибилни кули кои користат сè пософистицирани и посигурни стратегии за контрола.