近日，美国风电塔筒生产商Keystone 宣布在美国得州投产全球首个商业化生产的螺旋焊接塔筒项目，该公司称这一焊接方法能够有效降低钢制塔筒的生产成本和运输成本。
随着风电规模化发展，塔筒、叶片等风电设备正不断变得“巨大”，动辄数十米的大件设备运输，成为风电行业亟待解决的难题，国内外风电设备制造商正积极探索塔筒生产新技术。
突破运输障碍
Keystone官网显示，螺旋焊接塔筒能够让施工方进行现场焊接安装，钢板材料能以“平板”形式进行运输，塔筒直径有望达到20英尺至25英尺，约合6.0米-7.6米。
据了解，这一技术是美国能源部支持的创新项目，提供了700万美元研发资金。螺旋焊接方法来自传统钢管行业，将用于制造塔筒的钢板卷成圆筒状再进行焊接，每块钢板仅有几米长，大幅降低了运输难度。
据Keystone董事会主席Steve Lockard介绍，使用螺旋焊接技术制造风机塔筒速度比传统钢制塔筒快10倍，能够在有效控制成本的情况下建成160米及以上的塔筒。这一技术不仅将风机塔筒的自动化水平提升到了新高度，更有助于实现净零排放目标。
Keystone首席执行官Eric Smith也表示：“为了提供最先进的风电塔筒，公司与全球最大的风电整机商进行了合作。螺旋焊接让塔筒生产更快，质量变得更高。”该公司正计划扩张，预计今年夏季交付首个商业化螺旋焊接塔筒。
▲运输中的风机叶片
降低运输风险
塔筒是风机设备主要零部件之一，作用是支持机舱和风轮至合适的高度，使风轮获得较高且稳定的风速以捕获更多风能。传统的风机钢制塔筒往往以圆筒状运输，经常会因太高或太宽受到限制。
“为降低风力发电成本，风机大型化势不可挡。目前，国内陆上风机单机功率迈向5兆瓦时代，海上风机更是突破10兆瓦。风机大型化的同时，更大尺寸的风机设备不可避免地增加了运输难度。”中国能源研究会能源与环境专业委员会秘书长王卫权向记者表示，“以叶片为例，半径非常大，对道路要求很高，尤其在山地、城区等特殊路况下运输困难重重。”
风机塔筒越高，就能够捕捉更多风能，生产更多绿色电力。与此同时，风机单机功率不断增加，也对轮毂高度、叶轮直径以及其他相应设备尺寸提出了更高要求。随着风机设备增大，运输成本显著提高。
丹麦风机制造商维斯塔斯最新推出的陆上风机塔筒高度已超过了160米，海上风机叶片长度超过115米，不断刷新行业纪录。值得注意的是，近年来，国内外风机设备运输意外事故也在频繁发生。去年下半年，美国得州就曾出现了一起风机叶片运输半挂火车和另一辆货运火车相撞事故。此前，我国也曾出现过风机设备运输车在路过居民区时扫落房屋瓦片、塔筒运输过程中侧翻等事故。
迈向更轻更强
风电设备制造商不仅创新了塔筒焊接技术，也开始在材料方面下功夫。今年4月，美国风电整机制造商通用电气宣布称，将引入3D打印技术，利用“三层楼高”的3D打印机，在风电施工现场生产混凝土风机塔筒基座，每小时消耗混凝土量有望超过10吨以上，可以现场“打印”超过20米的风电塔筒。
我国风电整机龙头企业金风科技也在积极研发钢混式风机塔架，利用混凝土基座和钢制塔筒混合材料塔筒，在保障发电安全可靠的同时，降低交通运输限制。5月10日，金风科技宣布该公司所属天杉高科参与编制的两部钢混塔架行业标准正式实施，成为了这一类型风机塔架生产的最新标准。
不仅如此，在叶片方面，国内外多家风电制造商也陆续表示，为满足风机大型化需求，未来将研发使用更轻、强度更高的叶片材料，其中包括碳纤维、新型树脂等。
王卫权表示，面对风机大型化带来的运输挑战，风电行业需要技术创新，但大规模推广应用仍需要一段时间，最终哪种方式能够脱颖而出，需要更多试验和时间来检验。
