تفاوت بین برج‌های هیبریدی و برج‌های انعطاف‌پذیر در صنعت انرژی بادی چیست؟

مفاهیم اصلی در یک نگاه

تحلیل عمیق

۱. برج‌های هیبریدی بتنی (برج‌های هیبریدی)

یک برج هیبریدی، سازه‌ای ترکیبی از «بتن مسلح + فولاد» است. معمولاً حدود ۲/۳ قسمت پایینی از بتن مسلح (با استفاده از قطعات پیش‌ساخته یا تکنیک‌های قالب‌گیری لغزشی) ساخته می‌شود، در حالی که قسمت بالایی یک برج فولادی سنتی است که به ناسل متصل می‌شود.

چگونه مشکل رزونانس را حل می‌کند:
چرخش توربین دو فرکانس تحریک اصلی ایجاد می‌کند:1P(سرعت روتور) و3P(سرعت روتور ۳ برابر، از اثراتی مانند سایه برج). جرم و سختی عظیم برج هیبریدی، آن را در موقعیت مناسبی قرار می‌دهد.فرکانس طبیعی اول بالا‎‏ ...فرکانس 3Pدر حین کارکرد عادی (یعنی در ناحیه "سفت/سفت-سفت"). این امر تضمین می‌کند که محدوده عملیاتی توربین، رزونانس اساسی برج را تحریک نمی‌کند و نیاز به جبران‌سازی ساده‌تری از سوی سیستم کنترل دارد.

منطق پشت مزایا/معایب:

مزایا: پایداری:«استحکام» آن به معنای حداقل نوسان در باد است که منجر به عملکرد پایدار، کاهش سایش مکانیکی و نیاز کم به تعمیر و نگهداری در طول عمر طراحی آن می‌شود.

معایب: وزن:حمل قطعات بتنی نیاز به وسایل نقلیه ویژه دارد و الزامات بالایی را برای عرض جاده و پل، ظرفیت وزنی و شعاع چرخش ایجاد می‌کند. این امر اغلب در مناطق کوهستانی امکان‌پذیر نیست. وزن بسیار زیاد همچنین نیاز به پی‌های بزرگتر و حجیم‌تر را ایجاب می‌کند که هزینه‌ها و زمان مهندسی عمران را افزایش می‌دهد.

۲. برج‌های فولادی انعطاف‌پذیر (برج‌های فلکس / برج‌های نرم)

برج‌های انعطاف‌پذیر تماماً فولادی هستند اما با فلسفه‌ای متضاد با برج‌های فولادی صلب سنتی طراحی شده‌اند. آن‌ها عمداًانعطاف‌پذیراستفاده از مصالح سبک‌تر و نازک‌تر برای دیوارها.

چگونه مشکل رزونانس را حل می‌کند:
یک برج انعطاف‌پذیرفرکانس طبیعی اول طوری طراحی شده است که کمتر ازتوربینفرکانس ۱P(یعنی در ناحیه "نرم/نرم-نرم"). این بدان معناست که سرعت روتور توربین باید از ... عبور کند.از طریقاین نقطه رزونانس در هنگام راه اندازی و خاموش شدن. برای مدیریت این،به شدت به یک سیستم کنترل توربین پیشرفته متکی استکنترل‌کننده باید به سرعت از سرعت رزونانس عبور کند و در طول عملکرد عادی از الگوریتم‌های میرایی فعال استفاده کند. این الگوریتم‌ها دائماً گشتاور ژنراتور و گام پره را تنظیم می‌کنند تا به طور فعال با حرکت جلو-عقب برج مقابله کرده و از تقویت ارتعاشات جلوگیری کنند.

منطق پشت مزایا/معایب:

مزایا: سبک وزن:سبک بودن به معنای صرفه‌جویی در مواد است که مزایای هزینه‌ای قابل توجهی را به ویژه برای برج‌های بسیار بلند ارائه می‌دهد. حمل و نقل قطعه قطعه نیز انعطاف‌پذیرتر است.

معایب: وابستگی کنترلی:ایمنی آن مبتنی بر دقت و قابلیت اطمینان سیستم کنترل است. الگوریتم‌های ضعیف یا خرابی حسگر می‌تواند منجر به رزونانس کنترل نشده شود. علاوه بر این، نوک برج می‌تواند در بادهای شدید بیش از یک متر نوسان کند، که می‌تواند دسترسی به تعمیر و نگهداری را در شرایط خاص آب و هوایی مختل کند و ممکن است باعث ناراحتی پرسنل در ناسل شود.

خلاصه و گزیده

انتخاب بین یک برج هیبریدی و یک برج انعطاف‌پذیر پیچیده است.تصمیم فنی-اقتصادیمبتنی برشرایط خاص پروژه:

یک برج هیبریدی را زمانی انتخاب کنید که:واقع در زمینی مسطح با زیرساخت‌های حمل و نقل خوب و نزدیکی به کارخانه‌های بتن؛ جایی که اولویت‌های پروژه، قابلیت اطمینان بالا است و حاضرند هزینه‌های حمل و نقل و فونداسیون بالاتری را برای عملکرد پایدار بپردازند.

یک برج انعطاف‌پذیر را زمانی انتخاب کنید که:هدف قرار دادن کمترین هزینه انرژی تراز شده (LCOE)، برای ارتفاع هاب بسیار بالا (>140 متر)، در مناطقی با لجستیک حمل و نقل چالش برانگیز (کوهستان‌ها)، یا جایی که شرایط خاک ایده‌آل نیست (امکان ساخت فونداسیون‌های کوچکتر).

در حال حاضر، برج‌های انعطاف‌پذیر به دلیل مزایای هزینه و لجستیکی، بر بازار برج‌های بسیار بلند (>160 متر) تسلط دارند. برج‌های هیبریدی در بازارهای خاص (به عنوان مثال، دشت‌های مرکزی/جنوب شرقی چین) و کاربردها همچنان رقابتی هستند. هر دو فناوری در حال تکامل هستند، برج‌های هیبریدی طرح‌های مدولار پیش‌تنیده سبک‌تری را توسعه می‌دهند و برج‌های انعطاف‌پذیر از استراتژی‌های کنترلی پیچیده‌تر و قابل اعتمادتری استفاده می‌کنند.