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天天热点评!通用电气安装了世界上第一个螺旋焊接的风力涡轮机塔架
2023-02-27 18:27:29 来源: cnBeta

丹佛的Keystone Tower Systems公司说,它可以通过借用管道制造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卷成巨大的涡轮机塔,比目前的技术更强、更快、更便宜。


(资料图片)

最强的风往往在高处,但正如2022年的研究表明,安装在高处的涡轮机捕捉更强的风并不一定等同于最低的能源成本。事实上,一旦你考虑到更强的地基和更高、更坚固的塔架的成本,任何高于120米(394英尺)的地方往往会带来更昂贵的电,在能源这样一个对价格高度敏感的市场,这绝对是个坏消息。

根据NREL的数据,在一个普通的商业风能装置中,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,近一半的钱在顶部的机舱里,其余的被分成转子和塔架本身,前者对平准化能源的贡献约为13.7%,后者约为10.3%。

但是,随着塔架越来越大,它们在前期CAPEX(资本支出)中的份额也不成比例地增加。一座110米(361英尺)的塔可能占项目资本支出的20%,而一座150米(492英尺)的塔成为成本的29%。而且,这还不包括处理这样的大型机械所涉及的额外后勤问题。

Keystone说,它有一个塔架制造解决方案,使大型塔架的价格如此之低,以至于"使风能成为最低成本的电源,不仅在开放的平原,而且在全世界都可用"。

这个想法很简单;与其制造一些圆柱形的"罐子",用卡车把它们运到涡轮机现场,然后把它们焊接在一起,形成最终的塔架结构,Keystone建议在现场快速建立小型制造设施,然后用卡车运来散装的钢卷,甚至是平板,可以把它们焊接在一起形成更长的条状物。这些钢卷或钢带被送入有角度的折弯机,将其折成螺旋状,在钢材转动的过程中沿着连接线连续焊接在一起,该过程的大部分是自动化的。

Keystone说,其结果是全长的塔架,或较短的部分,如果后勤到位,其生产速度是标准工厂的10倍,使用的人力可减少80%。在螺旋焊接塔的基础上也可能会有节省。工厂可以在大约一个月内准备就绪,现场建造意味着可以制造那种大直径的部分,如果你在工厂里制造并运输它们,过程中甚至连通过桥梁都麻烦。

据路透社报道,这种运输限制目前将最大直径控制在4.3米(14英尺),将塔的高度限制在80米(262英尺)左右。Keystone的技术可以扩展到生产直径超过7米(23英尺)的塔架,塔架的高度可达180米(590英尺)以上。因此,陆上风电场可以使用更高的塔架,更长的叶片,驱动更大的涡轮机,产生更多的能量。

在制造管道时,螺旋焊接是一项成熟的技术,因此制造这些长管段并对其进行质量检查的过程已经被证实。Keystone公司说,这也带来了"更好的疲劳和屈曲性能",使一定高度的塔架可以用更少的钢材来制造。由于制造厂基本上是移动的,所以很容易在码头旁边临时放置一个,并为海上安装辐射出几十个部分甚至整个塔架。

Keystone已经在德克萨斯州建立了自己的生产设施,但真正的好处将在风场现场轧制管道时开始显现

虽然移动工厂装置是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,并从这个工厂生产了其第一个现场安装的塔架,与通用电气可再生能源公司合作。

这第一个产品是一个89米(292英尺)的螺旋焊接塔,用于通用电气的2.8-127涡轮机。经认证,该塔架的使用寿命为40年,旨在简单地替代通用电气的标准塔架。据推测,它将提供一个良好的商业规模的案例研究,并以此为基础开展工作。

Keystone公司目前是一个小型企业,主要依靠美国政府的拨款生存。在这种制造业中,你需要规模经济来启动,然后你才能开始向客户承诺节省大量资金。但是,塔架显然是成品风力涡轮机成本的重要部分,也是尺寸与功率等式中的一个限制因素,所以Keystone的螺旋焊接技术可能成为推动可再生能源成本的有力杠杆。

标签: 通用电气 可再生能源 德克萨斯

责任编辑: jkl2