1 風力發電設備大型化帶來的挑戰
    風力發電設備大型化有優勢嗎？從風力發電機的角度看，答案是肯定的。這也可從過去20 多年來大型風力發電機技術的不斷進步得到印證。隨著高效風力發電機逐漸大型化，則制造風力發電機的材料需求也隨之增大。到2003 年底，功率為2MW 及以上的風力發電機已經得到廣泛的應用，由此也會刺激大型風力發電設備的市場需求，因此，大型風力發電設備的市場前景非常廣闊。
    輪轂高度是風力發電力設備中非常重要的一個參數。以平均功率在1.5 到2.5MW 的風力發電機為例 ，葉輪直徑接近100 米。隨著葉輪直徑和風力發電機重量的增加，風力發電塔也越來越大；隨著塔的高度增加，塔的彎矩也隨之增加。
    通?？梢杂脙煞N方法解決大型風力發電機塔體的載荷。一是增加塔體的壁厚，二是增加塔體底徑。目前，由于運輸限制和焊接能力不足，這兩種方法都不可行。
    1.1 大型化帶來的不便
    風力發電設備大型化給客戶造成的主要不便之一是運輸和安裝。發電機增大，塔體就要相應增大，這些都受到運輸的要求限制。大型風力發電塔，一般以圓錐型管狀結構為主，已經開始受到運輸的限制，因為底節直徑超過4 米、重量超過40,000kg、長度超過20 米，這樣的尺寸在運輸中已經屬于超長、超高、超寬和超重。同時，現代風力發電機主要零部件也受到了限制，風力發電機艙超重，寬度也屬于特殊規格，需要重型拖車和特別安全駕駛。相比較而言，葉片仍以輕取勝，但由于葉片長度的增加，仍需要超常運輸的許可。特殊規格運輸勢必要增加成本，這在商業競爭激烈的今天，高成本的運輸對提高企業的競爭力是非常不利的。
    為使風電設備經得住時間和自然風蝕的考驗，必須要進行表面處理。如今，表面處理技術以噴漆處理為主。盡管噴漆效果不錯而且操作簡單，但在安裝時就會暴露很多問題。比如噴漆的表面容易被劃傷，導致生銹，而且，風電設備一旦安裝完成，修補劃傷的表面會有很多困難。經過風蝕日曬后的噴漆易發生碎片脫層，不易于維護。
    2 解決風力發電設備面臨的具體問題
    怎樣生產出更大底徑的風力發電塔，以保證承載大型發電設備及其塔體本身的重量？有沒有最經濟的運輸方式來運輸此種龐然大物？有什么辦法能夠避免風力發電塔生銹，如何實施這項技術？
    針對以上問題，維蒙特工業公司有自己獨特的解決方法。維蒙特工業公司是專業從事鋼結構工程和表面處理的國際化公司。公司成立于1947 年，總部位于美國奧馬哈市，起步階段主要以推廣灌溉業務為主，1954 年研制開發了高效灌溉設備－圓形噴灌機。后來維蒙特的業務范圍擴大到生產應用于照明、公共事業和通訊事業的各種鋼結構桿、鋼結構塔和其他鋼結構，并為各種工業用戶提供表面處理和加工產品。維蒙特工業公司在全球有44 座工廠，在100 多個國家設有辦事處。在中國北京、上海和廣州，均設有辦事處。借助于在鋼結構桿制造業領域積累的專業知識和經驗，維蒙特介入風能領域的起點高，致力于以技術革新解決目前風力發電塔的不足。
    2.1 表面處理
    首先要解決的是鋼結構的生銹問題。由于維蒙特擁有世界級的熱鍍鋅設備，和在鍍鋅方面的成功經驗，其專業化的鍍鋅技術能夠解決風力發電設備的防銹問題。以熱渡鋅技術解決防銹問題，那么大型風力發電塔如何鍍鋅？如何找到如此巨大的熱鍍鋅槽？如何采用常規的運輸方法來實現風力發電塔的運輸？維蒙特的解決方案是采用模塊組件的方法擴大風力發電塔的管徑以滿足1.5 MW 以上風機的需要，即圓錐形風力發電塔由若干節構成，每一節又分成若干瓣，每一瓣通過螺栓聯接構成一個圓形。 #p#分頁標題#e#
2.2 大型風力發電塔的運輸與安裝
    為解決大型風力發電塔的運輸與安裝問題，維蒙特鋼結構專家組成員進行了技術革新和發明――錐形塔體由模塊組件構造，并已經在全世界范圍內申請了專利。新結構的風力發電塔為錐形，而且規格尺寸可以做到與傳統慣用的風力發電塔保持一致。以一個65 米高1.5MW 系列風力塔為例，塔身由四部分組成，每部分由四瓣模塊組件組成，如下圖所示。正因為是模塊組件設計，所以所有的組件不僅鍍鋅容易，而且易于利用普通平板卡車運輸從而不需要特殊申請。在現場利用普通的裝卸車和小型起重機即可進行裝卸，各組件由螺栓聯接，從而完成塔體安裝。

    該方法大大節省了傳統風力發電塔在運輸和安裝方面的費用。前面已經提到，每一組件都是鍍鋅的，因此能夠避免劃傷而引起銹跡斑斑甚至導致潛在的整體結構危險。利用該新技術，維蒙特公司已經成功的安裝了超過100 米高的風力發電塔用于支撐2.5MW 系列和更大功率系列的風力發電機，所有這些風力發電塔的運輸均采用的是常規運輸方式。
    目前維蒙特關于風力發電塔的另一個發明是風力發電設備安裝系統。該安裝系統能夠完成從葉輪，塔體和發電設備的整個安裝，整個安裝過程可以不用吊車。工程設計人員設計出利用塔體外自動升降“電梯”沿著錐形體坡度滑升，運載能力足可以將巨大的發電機運送到所需高度。隨著發電機變得越來越大，塔體變得越來越高，超大功能的起重機的難覓，自動升降系統會變得更加可行，該設計結構已經獲得德國GL 公司IEC 風力發電專業二級認證。
    3 對新技術新產品的認識與接受
    模塊組件風力發電塔能夠解決運輸、表面處理、高度、重量、塔體底徑等等諸多問題。因此，選擇該結構塔體則是發電機生產和開發企業的正確選擇。對于風能客戶來說，該設計和結構展示給他們的是一個嶄新的世界。
    對于發電機生產商來說，因為與小型發電機配套的風力發電塔產生的問題較少，選擇何種風力發電塔往往不會被優先考慮。但隨著發電機變得越來越大，維蒙特的創新發明的優越性就凸顯出來了，總之，該設計不僅降低了安裝成本，而且降低了整個項目的費用。這種“面向未來的結構”給風能世界帶來一個新的理念，將風能世界帶入了一個嶄新的高度。