風(fēng)能是一種安全、清潔、環(huán)境友好型的可再生能源。隨著風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要支撐結(jié)構(gòu)——塔筒的高度、截面尺寸和結(jié)構(gòu)形式也隨之變化。經(jīng)研究和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，塔筒設(shè)計(jì)高度超過85m時(shí)傳統(tǒng)的鋼塔筒難以滿足平衡振動(dòng)要求和運(yùn)輸要求，嚴(yán)重制約了風(fēng)能的進(jìn)一步開發(fā)。2003年，Brughuis開發(fā)了一種混合結(jié)構(gòu)塔架，采用預(yù)制混凝土代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼塔段。與鋼塔架相比，混凝土塔架可解決運(yùn)輸及鋼結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生共振等問題。由于預(yù)制混凝土塔筒具有設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工靈活性高，維護(hù)要求低等優(yōu)勢(shì)，且特別適用于風(fēng)切變較高的風(fēng)電場(chǎng)，有利于增加發(fā)電量。目前，預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼–混凝土組合塔架和預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土塔架，已成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)研究和發(fā)展方向，并得到了大量推廣和應(yīng)用。

塔筒占整個(gè)風(fēng)電機(jī)組成本的20%-25%，提升塔筒的經(jīng)濟(jì)性，在深挖成本潛能的當(dāng)下至關(guān)重要。按照傳統(tǒng)鋼塔的設(shè)計(jì)和工藝，塔高超過100米后，塔筒重量會(huì)出現(xiàn)指數(shù)型增加。高風(fēng)速帶來的發(fā)電收益提升難以抵消塔筒成本的增加。

為兼顧塔筒升高、成本可控的雙重要求，鋼筋混凝土塔筒結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。

(1) 可分片式運(yùn)輸，也可現(xiàn)場(chǎng)施工建造，降低運(yùn)輸成本和投資。

(2) 抗疲勞能力強(qiáng)，可塑性強(qiáng)，鋼性強(qiáng)。

(3) 鋼混塔不僅在可靠性上表現(xiàn)出色，而且由于其下部為混凝土，因此具有很強(qiáng)的防水性能。

(4) 混凝土塔筒就地取材、就地生產(chǎn)、就地用工的生產(chǎn)方式。

一、預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土塔的特點(diǎn)

(1) 質(zhì)量：工業(yè)化生產(chǎn)，易保證質(zhì)量

(2) 工期：可提前預(yù)制，總工期短

(3) 適用高度：120～140m 或以上

(4) 施工安全性：安全性能好

(5) 對(duì)風(fēng)機(jī)的影響：塔身穩(wěn)定，無共振

二、模具安裝具體步驟如下

模具安裝前須進(jìn)行打磨，涂抹脫模劑，底模安裝校正后，彈出側(cè)模及預(yù)埋件的控制定位線。塔筒模具包括外模、內(nèi)模及緊固件、連接件等。模具應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，其各部分的形狀、尺寸及預(yù)埋件位置應(yīng)準(zhǔn)確。

(1) 確定中心點(diǎn)，底模就位后抄平，測(cè)量半徑和直徑;

(2) 頂模和底模核對(duì)，預(yù)應(yīng)力孔道核對(duì)，定位銷孔定位后焊接頂模;

(3) 安裝中心柱;

(4) 安裝內(nèi)模，要求無錯(cuò)臺(tái)，測(cè)量?jī)?nèi)上口直徑和半徑;

(5) 頂模安裝復(fù)核;

(6) 按順序合外模，測(cè)量直徑和半徑，對(duì)半拆除外模;

(7) 內(nèi)模涂抹脫模劑，安裝埋件和鋼筋;

(8) 合外模后進(jìn)行整體驗(yàn)收。

三、結(jié)語

隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒也得到了大量應(yīng)用。作為一種裝配式結(jié)構(gòu)，預(yù)制混凝土塔筒設(shè)計(jì)完成后，可同期開展現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)施工與節(jié)段預(yù)制，以節(jié)省工期，由專業(yè)化工人進(jìn)行塔筒等預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸與吊裝。