塔架
From Windpower Guided Tour
风力发电机塔架
| 风机的塔架承载着机舱和转轮。
大风机的塔架有管状钢制塔架、桁架或混凝土塔架。拉索管状塔架只用于小风机(蓄电池充电器等) |
管状钢制塔架
| 大多数的大风机都使用管状钢制塔架,每截20-30米,两端有法兰,并在现场用螺栓紧固在一起。塔架是圆锥型的(也就是它的直径向根部方向越来越大),是为了增加力量,同时节省材料。 |
桁架塔
| 桁架的制作是使用焊接钢铁外形。桁架的基本优点是成本,一个桁架需求的原材料是相同硬度的直立管状塔架的一半。桁架的基本缺点是外观,(虽然使用是无可争议的)不管怎样,由于美学的原因,桁架几乎没有用于现代的大风机 |
拉索杆塔架
| 许多小风机使用靠金属拉索支撑的细杆塔架建筑。优点是减轻重量,因而成本降低。缺点是在塔架周围难以进入,使得它们很少适应于农场区域。最后,这种类型的塔架更容易被破坏,从而影响整体安全性。 |
混合塔架方案
| 很多塔架是用上述提到的的不同混合技术制成。例如,在图中看到的三个支架的95KW 风机塔架,就是由桁架和拉索塔架混合而成 |
成本考虑
一台风机塔架的价格一般占整台风机价格的大约20%。一个大约50米高的塔架每10米高塔架的附加成本为15,000美元左右。因此,建立尽可能优化的塔架,对于最终的能源成本它是相当重要的。
拉索塔架建造是最便宜的,因为它通常要比管状铁质塔架所需要的钢铁数量少一半。
空气动力学考虑
一般来说,在一个崎岖不平的高地形地区建造高塔架是一个优势,因为远离地面风速会增加,这个我们在风切变一节中得知。
桁架和拉索杆塔架的优点是对风的遮挡要少于一个厚重的塔架。
结构动力学考虑
在塔架相对短的风机上,当一个转轮叶片在塔架的顶部和底部位置的时候,转轮叶片将承受非常不同的风速(因此弯曲度不同),这样就会增加风机的疲劳载荷。
在低塔架和高塔架之间选择
很明显的,大风机要比小风机获得的能量多,但是如果你观察如下三台风机,分别是225 kW、600 kW、和1,500 kW,转轮直径分别是27、43和60米,你会发现塔架的高度完全不同。
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很明显的,我们不能在一个30米以下的塔架上安装直径60米的转轮。但是如果考虑到一个大转轮和一个大发电机与齿轮箱的成本,放在一个小塔架上就有点浪费,因为一个高塔架我们可以获得更大的风速和更多的能源。(阅读风资源一节)。每一米的塔架高度都花费资金,当然最佳的的塔架高度是如下函数:
1. 每米塔架成本(额外的10米塔架你就要多花费大约15,000美元)
2. 当地多少风随地平面上的高度而变化,即当地地形的平均粗糙度(粗糙度大对高的塔架越有利),
3. 风机业主获得额外的千瓦小时的电力价格。
制造商常常提供塔架高度与转轮直径一样的机器。从美学角度看,许多人认为如果塔架高度和转轮直径基本一样的风机更加美观。
职业安全考虑
塔架种类的选择对职业安全有重要作用。这点在风力发电机和职业安全一节中详细讨论。

