1 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備大型化帶來的挑戰(zhàn)
    風(fēng)力發(fā)電設(shè)備大型化有優(yōu)勢(shì)嗎？從風(fēng)力發(fā)電機(jī)的角度看，答案是肯定的。這也可從過去20 多年來大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步得到印證。隨著高效風(fēng)力發(fā)電機(jī)逐漸大型化，則制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)的材料需求也隨之增大。到2003 年底，功率為2MW 及以上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，由此也會(huì)刺激大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的市場(chǎng)需求，因此，大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的市場(chǎng)前景非常廣闊。
    輪轂高度是風(fēng)力發(fā)電力設(shè)備中非常重要的一個(gè)參數(shù)。以平均功率在1.5 到2.5MW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例 ，葉輪直徑接近100 米。隨著葉輪直徑和風(fēng)力發(fā)電機(jī)重量的增加，風(fēng)力發(fā)電塔也越來越大；隨著塔的高度增加，塔的彎矩也隨之增加。
    通常可以用兩種方法解決大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(yùn)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(fēng)力發(fā)電設(shè)備大型化給客戶造成的主要不便之一是運(yùn)輸和安裝。發(fā)電機(jī)增大，塔體就要相應(yīng)增大，這些都受到運(yùn)輸?shù)囊笙拗啤４笮惋L(fēng)力發(fā)電塔，一般以圓錐型管狀結(jié)構(gòu)為主，已經(jīng)開始受到運(yùn)輸?shù)南拗疲驗(yàn)榈坠?jié)直徑超過4 米、重量超過40,000kg、長(zhǎng)度超過20 米，這樣的尺寸在運(yùn)輸中已經(jīng)屬于超長(zhǎng)、超高、超寬和超重。同時(shí)，現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要零部件也受到了限制，風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙超重，寬度也屬于特殊規(guī)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(zhǎng)度的增加，仍需要超常運(yùn)輸?shù)脑S可。特殊規(guī)格運(yùn)輸勢(shì)必要增加成本，這在商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，高成本的運(yùn)輸對(duì)提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力是非常不利的。
    為使風(fēng)電設(shè)備經(jīng)得住時(shí)間和自然風(fēng)蝕的考驗(yàn)，必須要進(jìn)行表面處理。如今，表面處理技術(shù)以噴漆處理為主。盡管噴漆效果不錯(cuò)而且操作簡(jiǎn)單，但在安裝時(shí)就會(huì)暴露很多問題。比如噴漆的表面容易被劃傷，導(dǎo)致生銹，而且，風(fēng)電設(shè)備一旦安裝完成，修補(bǔ)劃傷的表面會(huì)有很多困難。經(jīng)過風(fēng)蝕日曬后的噴漆易發(fā)生碎片脫層，不易于維護(hù)。
    2 解決風(fēng)力發(fā)電設(shè)備面臨的具體問題
    怎樣生產(chǎn)出更大底徑的風(fēng)力發(fā)電塔，以保證承載大型發(fā)電設(shè)備及其塔體本身的重量？有沒有最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式來運(yùn)輸此種龐然大物？有什么辦法能夠避免風(fēng)力發(fā)電塔生銹，如何實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)？
    針對(duì)以上問題，維蒙特工業(yè)公司有自己獨(dú)特的解決方法。維蒙特工業(yè)公司是專業(yè)從事鋼結(jié)構(gòu)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(yè)務(wù)為主，1954 年研制開發(fā)了高效灌溉設(shè)備－圓形噴灌機(jī)。后來維蒙特的業(yè)務(wù)范圍擴(kuò)大到生產(chǎn)應(yīng)用于照明、公共事業(yè)和通訊事業(yè)的各種鋼結(jié)構(gòu)桿、鋼結(jié)構(gòu)塔和其他鋼結(jié)構(gòu)，并為各種工業(yè)用戶提供表面處理和加工產(chǎn)品。維蒙特工業(yè)公司在全球有44 座工廠，在100 多個(gè)國家設(shè)有辦事處。在中國北京、上海和廣州，均設(shè)有辦事處。借助于在鋼結(jié)構(gòu)桿制造業(yè)領(lǐng)域積累的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，維蒙特介入風(fēng)能領(lǐng)域的起點(diǎn)高，致力于以技術(shù)革新解決目前風(fēng)力發(fā)電塔的不足。
    2.1 表面處理
    首先要解決的是鋼結(jié)構(gòu)的生銹問題。由于維蒙特?fù)碛惺澜缂?jí)的熱鍍鋅設(shè)備，和在鍍鋅方面的成功經(jīng)驗(yàn)，其專業(yè)化的鍍鋅技術(shù)能夠解決風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的防銹問題。以熱渡鋅技術(shù)解決防銹問題，那么大型風(fēng)力發(fā)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(guī)的運(yùn)輸方法來實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電塔的運(yùn)輸？維蒙特的解決方案是采用模塊組件的方法擴(kuò)大風(fēng)力發(fā)電塔的管徑以滿足1.5 MW 以上風(fēng)機(jī)的需要，即圓錐形風(fēng)力發(fā)電塔由若干節(jié)構(gòu)成，每一節(jié)又分成若干瓣，每一瓣通過螺栓聯(lián)接構(gòu)成一個(gè)圓形。 #p#分頁標(biāo)題#e#
2.2 大型風(fēng)力發(fā)電塔的運(yùn)輸與安裝
    為解決大型風(fēng)力發(fā)電塔的運(yùn)輸與安裝問題，維蒙特鋼結(jié)構(gòu)專家組成員進(jìn)行了技術(shù)革新和發(fā)明――錐形塔體由模塊組件構(gòu)造，并已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)申請(qǐng)了專利。新結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電塔為錐形，而且規(guī)格尺寸可以做到與傳統(tǒng)慣用的風(fēng)力發(fā)電塔保持一致。以一個(gè)65 米高1.5MW 系列風(fēng)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?yàn)槭悄K組件設(shè)計(jì)，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(yùn)輸從而不需要特殊申請(qǐng)。在現(xiàn)場(chǎng)利用普通的裝卸車和小型起重機(jī)即可進(jìn)行裝卸，各組件由螺栓聯(lián)接，從而完成塔體安裝。

    該方法大大節(jié)省了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電塔在運(yùn)輸和安裝方面的費(fèi)用。前面已經(jīng)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(dǎo)致潛在的整體結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)。利用該新技術(shù)，維蒙特公司已經(jīng)成功的安裝了超過100 米高的風(fēng)力發(fā)電塔用于支撐2.5MW 系列和更大功率系列的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所有這些風(fēng)力發(fā)電塔的運(yùn)輸均采用的是常規(guī)運(yùn)輸方式。
    目前維蒙特關(guān)于風(fēng)力發(fā)電塔的另一個(gè)發(fā)明是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安裝系統(tǒng)。該安裝系統(tǒng)能夠完成從葉輪，塔體和發(fā)電設(shè)備的整個(gè)安裝，整個(gè)安裝過程可以不用吊車。工程設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出利用塔體外自動(dòng)升降“電梯”沿著錐形體坡度滑升，運(yùn)載能力足可以將巨大的發(fā)電機(jī)運(yùn)送到所需高度。隨著發(fā)電機(jī)變得越來越大，塔體變得越來越高，超大功能的起重機(jī)的難覓，自動(dòng)升降系統(tǒng)會(huì)變得更加可行，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)獲得德國GL 公司IEC 風(fēng)力發(fā)電專業(yè)二級(jí)認(rèn)證。
    3 對(duì)新技術(shù)新產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)與接受
    模塊組件風(fēng)力發(fā)電塔能夠解決運(yùn)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(jié)構(gòu)塔體則是發(fā)電機(jī)生產(chǎn)和開發(fā)企業(yè)的正確選擇。對(duì)于風(fēng)能客戶來說，該設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)展示給他們的是一個(gè)嶄新的世界。
    對(duì)于發(fā)電機(jī)生產(chǎn)商來說，因?yàn)榕c小型發(fā)電機(jī)配套的風(fēng)力發(fā)電塔產(chǎn)生的問題較少，選擇何種風(fēng)力發(fā)電塔往往不會(huì)被優(yōu)先考慮。但隨著發(fā)電機(jī)變得越來越大，維蒙特的創(chuàng)新發(fā)明的優(yōu)越性就凸顯出來了，總之，該設(shè)計(jì)不僅降低了安裝成本，而且降低了整個(gè)項(xiàng)目的費(fèi)用。這種“面向未來的結(jié)構(gòu)”給風(fēng)能世界帶來一個(gè)新的理念，將風(fēng)能世界帶入了一個(gè)嶄新的高度。