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GE安装全球首座螺旋焊接风力发电机塔架

导读 丹佛的Keystone Tower Systems表示,它可以通过从管道制造中借用的技术来降低风能的成本。它使用螺旋焊接技术在现场将钢板轧制成巨大的涡

丹佛的Keystone Tower Systems表示,它可以通过从管道制造中借用的技术来降低风能的成本。它使用螺旋焊接技术在现场将钢板轧制成巨大的涡轮机塔,比现有技术更坚固,更快,更便宜。

最强的风往往更高,但正如这项 2022 年的研究表明,更高安装的涡轮机捕捉到更强的风并不一定等同于最低的能源成本。事实上,一旦你考虑到更坚固的基础和更高、更坚固的塔的成本,任何超过120米(394英尺)的东西都会导致更昂贵的电力 - 在像能源这样对价格敏感的市场中,这是个坏消息。

根据NREL的数据,在普通商业风能装置中,大约一半的平准化能源成本(LCoE)直接来自风力涡轮机本身的成本。其中,近一半的资金在顶部的机舱中,其余的则在转子和塔本身之间分配,转子对LCoE的贡献约为13.7%,而塔本身约占10.3%。

但随着塔楼越来越大,它们在前期资本支出(资本支出)中的份额不成比例地增加。110米(361英尺)的塔楼可能占项目资本支出的20%,而150米(492英尺)的塔楼占成本的29%。更不用说处理像这样的大型机械所涉及的额外后勤问题了。

Keystone表示,它有一种塔架制造解决方案,可以将大型塔的价格降低到如此之低,以至于“使风能成为成本最低的电源,不仅在开阔的平原上,而且在全世界。

这个想法很简单;Keystone建议在现场快速建造小型制造设施,然后用卡车运输大量钢卷,甚至是平板,可以焊接在一起形成更长的条形钢条,而不是制造许多圆柱形“罐子”,将它们运到涡轮机现场并将它们焊接在一起以形成最终的塔架结构。这些卷材或带材被送入弯弯机,这些折弯机将它们弯曲成螺旋形,在钢车削时沿着连接线连续焊接在一起。

Keystone说,结果是全长塔,或者更短的部分,如果这在物流上更容易的话,生产速度比标准工厂快10倍,使用多达80%的人力。用于螺旋焊接塔的基础也可以节省。工厂可以在大约一个月内准备好,现场建造意味着您可以制造那种大直径部分,如果您要在工厂制造并运输它们,则根本无法安装在桥下。

据路透社报道,这种运输限制目前将最大直径保持在4.3米(14英尺)以内 - 将塔的高度限制在80米(262英尺)左右。Keystone的技术可以扩展以生产直径超过7米(23英尺)的塔,用于高达180米(590英尺)高的塔。因此,陆上风电场可以运行更高的塔架,更长的叶片,驱动更大的涡轮机并产生更多的能量。

在制造管道方面,螺旋焊接是一项成熟的技术,因此创建和质量检查这些长管段的过程已经得到证实。Keystone表示,它还导致“更好的疲劳和屈曲性能”,使给定高度的塔架能够使用更少的钢材制造。而且由于制造工厂基本上是移动的,因此很容易在码头旁边临时弹出一个,并拍摄数十个部分或整个塔用于海上安装。

虽然移动工厂单元是Keystone的关键部分,但它也在德克萨斯州建立了自己的制造工厂,并从这家工厂生产了该塔,用于其首次现场安装,与通用电气可再生能源公司合作。

第一个产品是用于GE的89.292-2涡轮机的8米(127英尺)螺旋焊接塔。该塔经过认证,使用寿命为40年,旨在成为GE标准塔的简单替代品。它可能会提供一个很好的商业规模的案例研究。

当然,Keystone目前只是一个小企业,主要依靠美国政府的拨款生存。在这种制造中,您需要规模经济才能开始向客户承诺节省大量资金。但塔架显然是成品风力涡轮机成本的重要组成部分,也是尺寸与功率方程的限制因素,因此Keystone的螺旋焊接技术可能成为移动可再生能源成本的强大杠杆。