在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正以破竹之勢(shì)，朝著高質(zhì)量、多元化方向加速邁進(jìn)。技術(shù)創(chuàng)新作為推動(dòng)行業(yè)突破發(fā)展瓶頸、拓展應(yīng)用場(chǎng)景的核心驅(qū)動(dòng)力，正成為風(fēng)電領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵密碼。

近日，全球首臺(tái)160米預(yù)應(yīng)力構(gòu)架式風(fēng)塔（搭載金風(fēng)GW140 - 2.5MW機(jī)組）自2020年9月28日在菏澤鄄城并網(wǎng)發(fā)電，至2025年9月28日已穩(wěn)定運(yùn)行五年，憑借“零故障、零停機(jī)”的卓越表現(xiàn)和高效發(fā)電能力，成為風(fēng)電塔架技術(shù)創(chuàng)新的標(biāo)桿。

十年積淀，成就技術(shù)創(chuàng)新

2014年，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)開(kāi)啟向低風(fēng)速區(qū)進(jìn)軍的新征程。低風(fēng)速區(qū)蘊(yùn)含著巨大的風(fēng)能資源潛力，但傳統(tǒng)塔筒卻成為開(kāi)發(fā)這一寶藏的“絆腳石”。其高度受限，難以捕捉到更高空處更強(qiáng)勁、更穩(wěn)定的風(fēng)能，導(dǎo)致發(fā)電效率低下。同時(shí)，隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，土地成本急劇上升，傳統(tǒng)塔筒占地面積大，經(jīng)濟(jì)性逐漸喪失。此外，部分低風(fēng)速區(qū)地形復(fù)雜，如山地、丘陵等，傳統(tǒng)塔筒的施工難度和成本大幅增加，進(jìn)一步限制了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的拓展。

華斯壯公司敏銳地捕捉到這些行業(yè)痛點(diǎn)，聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，提出 “預(yù)應(yīng)力構(gòu)架式鋼管風(fēng)電塔架” 的創(chuàng)新構(gòu)想，為風(fēng)電塔架結(jié)構(gòu)創(chuàng)新指明了方向。它通過(guò)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和預(yù)應(yīng)力技術(shù)，解決傳統(tǒng)塔筒的高度、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電塔架在性能上的超前突破。

此后六年，研發(fā)團(tuán)隊(duì)聚焦抗疲勞、施工精度控制等核心技術(shù)難點(diǎn)持續(xù)攻堅(jiān)，歷經(jīng)多輪試驗(yàn)與驗(yàn)證，于2020年初完成首臺(tái)機(jī)組吊裝，并在同年9月成功實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著該技術(shù)正式從理論研究邁向工程應(yīng)用，為風(fēng)電塔架結(jié)構(gòu)創(chuàng)新開(kāi)辟了新路徑。

五年來(lái)，位于山東鄄城的這一示范項(xiàng)目，在面對(duì)強(qiáng)風(fēng)、暴雨等極端天氣時(shí)，塔架能夠保持穩(wěn)定，為風(fēng)電機(jī)組提供了可靠的安全保障。從產(chǎn)業(yè)價(jià)值來(lái)看，安全性能的提升降低了風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維成本和風(fēng)險(xiǎn)，提高了投資回報(bào)率，增強(qiáng)了投資者對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的信心。

五大創(chuàng)新亮點(diǎn)，推動(dòng)行業(yè)升級(jí)

深入分析該技術(shù)，其展現(xiàn)出的五大創(chuàng)新亮點(diǎn)，更是為行業(yè)升級(jí)提供了可借鑒的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：

安全性能卓越：通過(guò)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，有效增強(qiáng)塔柱抗疲勞性能，塔架設(shè)計(jì)壽命超25年，整體結(jié)構(gòu)剛度提升約30%，為風(fēng)電機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行筑牢安全防線。

綠色屬性突出：秉持“可減少、可利用、可回收”的綠色設(shè)計(jì)理念，結(jié)合無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全生命周期免維護(hù)，大幅降低對(duì)環(huán)境的影響，契合風(fēng)電產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展需求。

土地利用高效：采用四點(diǎn)式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是該技術(shù)在土地利用方面的創(chuàng)新之舉。其占地面積僅6 - 15平方米，相比傳統(tǒng)塔筒大幅減少。底部架空設(shè)計(jì)可與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)協(xié)同進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了土地的多功能利用。

選址適配靈活：運(yùn)行噪音控制成效顯著，經(jīng)北京鑒衡認(rèn)證中心檢測(cè)，在距村莊158米處即可滿足噪聲限值要求，打破傳統(tǒng)風(fēng)電項(xiàng)目選址的部分限制，為更多區(qū)域開(kāi)發(fā)風(fēng)電資源創(chuàng)造條件。

經(jīng)濟(jì)效益可觀：全生命周期內(nèi)可降本是該風(fēng)塔的重要優(yōu)勢(shì)。全生命周期免維護(hù)減少了運(yùn)維成本；塔架生命周期后可回收再利用，進(jìn)一步提升了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

從示范到推廣：多元化場(chǎng)景驗(yàn)證技術(shù)適應(yīng)性

值得關(guān)注的是，依托鄄城示范項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力構(gòu)架式風(fēng)電塔架技術(shù)已在多元化復(fù)雜場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，進(jìn)一步驗(yàn)證了其廣泛的適應(yīng)性：在陜西吳起，27臺(tái)該類(lèi)型機(jī)組成功應(yīng)對(duì)30°坡地地形限制，建成國(guó)內(nèi)首個(gè)山地構(gòu)架式風(fēng)場(chǎng)，為山地風(fēng)電開(kāi)發(fā)提供了高效解決方案；在湖南沅江，10 臺(tái)機(jī)組創(chuàng)新采用跨河道布局方案，打造全球首個(gè)“不占良田、不斷水流”的水域風(fēng)電建設(shè)新模式，推動(dòng)風(fēng)電與水域生態(tài)保護(hù)協(xié)同發(fā)展；在黑龍江勃利，3臺(tái)185米全球最高構(gòu)架塔在- 33℃的高寒環(huán)境下順利建成并穩(wěn)定運(yùn)行，充分證明了該技術(shù)在極端氣候條件下的可靠性能。

陜西延安吳起項(xiàng)目——全球160米以上最大的構(gòu)架式風(fēng)電場(chǎng)

湖南益陽(yáng)沅江項(xiàng)目——首次采用跨溝渠的建設(shè)方式

黑龍江七臺(tái)河勃利項(xiàng)目

技術(shù)引領(lǐng)，拓展產(chǎn)業(yè)未來(lái)

從技術(shù)研發(fā)的艱辛探索，到工程示范的成功實(shí)踐，再到多場(chǎng)景推廣的廣泛應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力構(gòu)架式風(fēng)塔技術(shù)為我國(guó)風(fēng)電行業(yè)探索塔架結(jié)構(gòu)多樣化、場(chǎng)景適配豐富化提供了重要參考。該技術(shù)成果不僅實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電設(shè)備在高可靠性、環(huán)境友好與經(jīng)濟(jì)效益之間的有機(jī)平衡，更為未來(lái)大型化、定制化風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。