近日，美國風電塔筒生產商Keystone 宣布在美國得州投產全球首個商業化生產的螺旋焊接塔筒項目，該公司稱這一焊接方法能夠有效降低鋼制塔筒的生產成本和運輸成本。
隨著風電規?；l展，塔筒、葉片等風電設備正不斷變得“巨大”，動輒數十米的大件設備運輸，成為風電行業亟待解決的難題，國內外風電設備制造商正積極探索塔筒生產新技術。
突破運輸障礙
Keystone官網顯示，螺旋焊接塔筒能夠讓施工方進行現場焊接安裝，鋼板材料能以“平板”形式進行運輸，塔筒直徑有望達到20英尺至25英尺，約合6.0米-7.6米。
據了解，這一技術是美國能源部支持的創新項目，提供了700萬美元研發資金。螺旋焊接方法來自傳統鋼管行業，將用于制造塔筒的鋼板卷成圓筒狀再進行焊接，每塊鋼板僅有幾米長，大幅降低了運輸難度。
據Keystone董事會主席Steve Lockard介紹，使用螺旋焊接技術制造風機塔筒速度比傳統鋼制塔筒快10倍，能夠在有效控制成本的情況下建成160米及以上的塔筒。這一技術不僅將風機塔筒的自動化水平提升到了新高度，更有助于實現凈零排放目標。
Keystone首席執行官Eric Smith也表示：“為了提供最先進的風電塔筒，公司與全球最大的風電整機商進行了合作。螺旋焊接讓塔筒生產更快，質量變得更高。”該公司正計劃擴張，預計今年夏季交付首個商業化螺旋焊接塔筒。
降低運輸風險
塔筒是風機設備主要零部件之一，作用是支持機艙和風輪至合適的高度，使風輪獲得較高且穩定的風速以捕獲更多風能。傳統的風機鋼制塔筒往往以圓筒狀運輸，經常會因太高或太寬受到限制。
“為降低風力發電成本，風機大型化勢不可擋。目前，國內陸上風機單機功率邁向5兆瓦時代，海上風機更是突破10兆瓦。風機大型化的同時，更大尺寸的風機設備不可避免地增加了運輸難度。”中國能源研究會能源與環境專業委員會秘書長王衛權向記者表示，“以葉片為例，半徑非常大，對道路要求很高，尤其在山地、城區等特殊路況下運輸困難重重。”
風機塔筒越高，就能夠捕捉更多風能，生產更多綠色電力。與此同時，風機單機功率不斷增加，也對輪轂高度、葉輪直徑以及其他相應設備尺寸提出了更高要求。隨著風機設備增大，運輸成本顯著提高。
丹麥風機制造商維斯塔斯最新推出的陸上風機塔筒高度已超過了160米，海上風機葉片長度超過115米，不斷刷新行業紀錄。值得注意的是，近年來，國內外風機設備運輸意外事故也在頻繁發生。去年下半年，美國得州就曾出現了一起風機葉片運輸半掛火車和另一輛貨運火車相撞事故。此前，我國也曾出現過風機設備運輸車在路過居民區時掃落房屋瓦片、塔筒運輸過程中側翻等事故。
邁向更輕更強
風電設備制造商不僅創新了塔筒焊接技術，也開始在材料方面下功夫。今年4月，美國風電整機制造商通用電氣宣布稱，將引入3D打印技術，利用“三層樓高”的3D打印機，在風電施工現場生產混凝土風機塔筒基座，每小時消耗混凝土量有望超過10噸以上，可以現場“打印”超過20米的風電塔筒。
我國風電整機龍頭企業金風科技也在積極研發鋼混式風機塔架，利用混凝土基座和鋼制塔筒混合材料塔筒，在保障發電安全可靠的同時，降低交通運輸限制。5月10日，金風科技宣布該公司所屬天杉高科參與編制的兩部鋼混塔架行業標準正式實施，成為了這一類型風機塔架生產的最新標準。
不僅如此，在葉片方面，國內外多家風電制造商也陸續表示，為滿足風機大型化需求，未來將研發使用更輕、強度更高的葉片材料，其中包括碳纖維、新型樹脂等。
王衛權表示，面對風機大型化帶來的運輸挑戰，風電行業需要技術創新，但大規模推廣應用仍需要一段時間，最終哪種方式能夠脫穎而出，需要更多試驗和時間來檢驗。
