最近各家都推出了120米以上的高塔筒，無(wú)論是柔性的鋼塔，還是剛性的混塔，高塔筒儼然已經(jīng)成了繼大葉片之后的另一項(xiàng)重要技術(shù)。偶爾聽業(yè)內(nèi)朋友說(shuō)到高塔筒是另一個(gè)技術(shù)趨勢(shì)，因?yàn)閲?guó)外已經(jīng)發(fā)展到了165米的高度，所以國(guó)內(nèi)的發(fā)展指日可待。
但事實(shí)究竟是不是這樣呢？國(guó)內(nèi)追求高塔筒只是在趕時(shí)髦嗎？錯(cuò)！以下就借之前的一些分析再和大家討論一下這個(gè)問(wèn)題。
經(jīng)濟(jì)性是關(guān)鍵
確定是否采用較高的塔筒高度，主要還是取決于經(jīng)濟(jì)效益，提高塔筒高度必然導(dǎo)致塔筒和基礎(chǔ)的成本增加，那么提高塔筒帶來(lái)的發(fā)電量的提升就需要效果更加明顯，才可以使得機(jī)組最終的經(jīng)濟(jì)效益變好。
通常來(lái)說(shuō)，在風(fēng)切變大于0.15以上，采用較高的塔筒高度經(jīng)濟(jì)效益會(huì)提高；而風(fēng)切變小于0.05——0.08左右時(shí)，采用較低的塔筒高度經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更明顯改善；而當(dāng)風(fēng)切變處于0.08——0.15之間時(shí)，改變塔筒高度對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響不明顯，因而通常傾向于采用較低的塔筒高度。
風(fēng)切變的影響因素
風(fēng)切變是在地表摩擦力的作用下，不同高度的風(fēng)速所表現(xiàn)出的隨高度降低逐漸較弱的趨勢(shì)，風(fēng)切變的程度通常用風(fēng)切變指數(shù)來(lái)衡量。
其影響因素則主要有：微觀地形、地表粗糙度、大氣穩(wěn)定度3個(gè)方面。
1、微觀地形。對(duì)于復(fù)雜地形風(fēng)場(chǎng)，風(fēng)切變受微觀地形的影響較大，在山脊頂部通常風(fēng)切變較小，甚至?xí)霈F(xiàn)負(fù)切變的現(xiàn)象。而對(duì)于簡(jiǎn)單地形風(fēng)場(chǎng)，風(fēng)切變通常則會(huì)略大。
2、地表粗糙度。地表粗糙度主要受地表的地貌、植被等影響，在荒漠化嚴(yán)重的地區(qū)，風(fēng)切變通常較??；而在綠化程度較高、森林覆蓋面積較大的地區(qū)，風(fēng)切變則會(huì)偏大。
3、大氣穩(wěn)定度。地表附近溫度較低時(shí)，大氣趨向于穩(wěn)定；反之在地表附近溫度較高時(shí)則趨向于不穩(wěn)定；而在溫度適中時(shí)，大氣穩(wěn)定度為中性。
在大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，不同高度的風(fēng)速之間動(dòng)量交換程度很高，風(fēng)切變指數(shù)較??；相反，在大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，不同高度的風(fēng)速之間動(dòng)量交換程度較弱，風(fēng)切變指數(shù)較大（此時(shí)的風(fēng)切變主要受地形因素的影響）。
為什么歐洲要提高塔筒高度
首先，地形較為簡(jiǎn)單。雖然近年來(lái)歐洲風(fēng)場(chǎng)也逐漸由簡(jiǎn)單地形向中等復(fù)雜地形發(fā)展，但總體來(lái)說(shuō)，與國(guó)內(nèi)風(fēng)場(chǎng)的復(fù)雜程度是沒(méi)法比的，所以在微觀地形方面不會(huì)對(duì)風(fēng)切變有顯著的降低作用。
歐洲風(fēng)電場(chǎng)
其次，植被比較茂密。一方面，茂密的植被可以提高地表粗糙度，使得初始的風(fēng)切變提高；另一方面，植被的蒸騰作用可以帶走大量的地表熱量，使得大氣趨向于穩(wěn)定，而保持風(fēng)切變不被減弱。
Nordex安裝世界最高風(fēng)電機(jī)組（輪轂高度164m）
其次，歐洲緯度較高。歐洲大部分地區(qū)的緯度都要高于北京，全年大部分時(shí)間地表溫度不會(huì)太高，而且在北歐地區(qū)還會(huì)出現(xiàn)極晝和極夜現(xiàn)象，也會(huì)使得地表溫度傾向于較低水平，大氣穩(wěn)定度趨向于穩(wěn)定，進(jìn)一步維持風(fēng)切變。
高塔筒是否適合國(guó)內(nèi)風(fēng)場(chǎng)
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，我們用排除法，微觀地形復(fù)雜的地區(qū)、荒漠化嚴(yán)重的地區(qū)都不符合，這樣就基本排除了西北地區(qū)和（以云南貴州為代表的）復(fù)雜地形地區(qū)。其他地區(qū)適用高塔筒的可能性存在，但還要對(duì)風(fēng)場(chǎng)的周邊環(huán)境進(jìn)行具體分析，并結(jié)合測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。
由于具有平坦的地形與完好的植被，所以國(guó)內(nèi)目前正在大規(guī)模開發(fā)的簡(jiǎn)單地形低風(fēng)速市場(chǎng)具有風(fēng)切變較大的特征，因而有力地推動(dòng)了高塔筒機(jī)組在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的發(fā)展，但目前也出現(xiàn)了土地調(diào)規(guī)困難的問(wèn)題，未來(lái)一旦回歸三北市場(chǎng)，高塔筒機(jī)組的適用能力就將減小。
當(dāng)然，對(duì)于東北的平原地區(qū)，高塔筒也還是有優(yōu)勢(shì)的，但只要涉及到基本農(nóng)田的問(wèn)題，困難和目前的簡(jiǎn)單地形低風(fēng)速市場(chǎng)如出一轍，這些歸根結(jié)底還是受國(guó)家土地政策的影響決定的。
原標(biāo)題:【科普】國(guó)內(nèi)高塔筒機(jī)組還能開發(fā)多久？
