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Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2025-09-03 origine:Propulsé
| Fonctionnalité | Tours hybrides en béton | Towers en acier flexible |
| Philosophie de conception de base | 'La rigidité surmonte la force ' : évite la résonance en augmentant sa propre masse et sa rigidité. Très rigide. | 'La flexibilité surmonte la force ' : permet à la tour de se plier et de se balancer dans les limites, en utilisant des algorithmes de contrôle avancés pour éviter la résonance. |
| Matériau primaire | Section inférieure: béton armé; Section supérieure: segments de tour en acier traditionnels. | All-Steel , en utilisant généralement des plaques en acier plus fins et plus résistantes. |
| Caractéristiques structurelles | Masse élevée, rigidité élevée, fréquence naturelle élevée (plus proche d'une condition 'fixe '). | Flexibilité légère et élevée, faible fréquence naturelle (plus proche d'une condition 'Cantilever Beam '). |
| Évitement de résonance | Repose sur une rigidité innée élevée pour placer sa 1ère fréquence naturelle au-dessus de la plage d'excitation de la turbine (évite la zone 3p). Contrôle plus simple. | Repose sur une faible rigidité innée pour placer sa 1ère fréquence naturelle en dessous de l'excitation 1P de la turbine. Nécessite un contrôle d'amortissement actif pour supprimer le balancement. |
| Transport et installation | Défi: les segments en béton sont extrêmement lourds et grands, ce qui rend le transport difficile et exigeant les infrastructures. Ensemble complexe sur place (pré-cast ou versé). | Avantage: Similaire aux tours en acier traditionnelles, transportées dans des segments, logistiquement plus facile. Cependant, de très longs segments peuvent toujours poser des défis de transport. |
| Exigences de fondation | Nécessite une fondation plus grande et plus lourde pour soutenir l'immense poids de la tour elle-même. | Le fond de teint est relativement plus petit et plus léger en raison du poids inférieur de la tour. |
| Composition des coûts | Coût des matériaux inférieurs (béton / barres d'armature), mais les coûts de transport, d'installation et de fondation plus élevés. | Coût de matériaux plus élevé (acier spécialisé), mais les coûts de transport, d'installation et de fondation inférieurs. |
| Avantages clés | 1. Raideur élevée, mouvement supérieur de la tour minimale, opération stable. 2. Excellente résistance à la fatigue, faible entretien au cours de la vie. 3. Pas de risque de résonance à basse fréquence, stratégie de contrôle plus simple. | 1. Léger, réduit le coût global (en particulier pour les hauteurs> 140 m). 2. Mieux transport la logistique. 3. Moins exigeant sur les conditions du sol de fondation. |
| Inconvénients clés | 1. Major-transport et défis d'installation, géographiquement limité. 2. Énorme poids de soi conduit à des coûts de fondation élevés. 3. Presque impossible à recycler après le déclassement. | 1. EXTRÊMEMENT SUPPRIMANCE DES SYSTÈMES DE CONTRÔLE AVANCÉS. 2. Mouvement important de la tour peut entraver l'entretien et provoquer une inconfort. 3. Le risque de résonance avec des turbulences à basse fréquence, nécessite une conception méticuleuse. |
| Application idéale | • Zones à vent sur le vent surhore • Bon accès aux transports (par exemple, plaines, proches de plantes préfabriquées) • Sites exigeant une stabilité opérationnelle maximale | • Hauteurs très élevés (> 140 m) • Sites stimulants logistiquement (par exemple, montagnes, collines) • Projets sensibles aux coûts recherchant la meilleure valeur |
Une tour hybride est une structure combinée de 'béton armé + acier. ' En règle générale, le béton ~ 2/3 inférieur est fait de béton armé (en utilisant des segments préfabris ou des techniques de formation de glissement), tandis que la section supérieure est une tour en acier traditionnelle se connectant aux nacelle.
Comment il résout la résonance:
la rotation d'une turbine crée deux fréquences d'excitation principales: 1p (vitesse du rotor) et 3p (vitesse du rotor 3x, à partir d'effets comme l'ombre de la tour). La masse et la rigidité massives de la tour hybride placent sa première fréquence naturelle au-dessus de la fréquence 3p pendant le fonctionnement normal (c'est-à-dire dans la région 'raide / striff-stiff '). Cela garantit que la plage opérationnelle de la turbine n'excite pas la résonance fondamentale de la tour, nécessitant une compensation moins complexe du système de contrôle.
Logique derrière les avantages / inconvénients:
Pro: stabilité: sa 'rigidité ' signifie une balance minimale dans le vent, conduisant à un fonctionnement stable, à une usure mécanique réduite et à peu de besoin de maintenance au cours de sa durée de vie.
CON: Poids: Le transport de segments en béton nécessite des véhicules spéciaux et place des exigences élevées sur la largeur des routes et des ponts, la capacité de poids et le rayon de virage. Ceci est souvent irréalisable dans les régions montagneuses. L'immense poids nécessite également des fondations plus importantes et plus massives, l'augmentation des coûts et du temps d'ingénierie civil.
Les tours flexibles sont entièrement en acier mais sont conçues avec une philosophie opposée aux tours en acier rigides traditionnelles. Ils sont intentionnellement flexibles à l'aide de matériaux de mur plus légers et plus fins.
Comment il résout la résonance: la 1ère fréquence naturelle
d'une tour flexible est conçue pour être inférieure à la fréquence 1p de la turbine (c'est-à-dire dans la région 'Soft / Soft-Soft '). Cela signifie que la vitesse du rotor de la turbine doit passer par ce point de résonance pendant le démarrage et l'arrêt. Pour gérer cela, il repose fortement sur un système de contrôle avancé de la turbine . Le contrôleur doit accélérer rapidement à travers la vitesse de résonance et utiliser des algorithmes d'amortissement actifs pendant le fonctionnement normal. Ces algorithmes ajustent constamment le couple du générateur et le pas de lame pour contrer activement le mouvement avant de la tour et empêcher l'amplification des vibrations.
Logique derrière les avantages / inconvénients:
Pro: Lightweight: Lightweight signifie des économies de matériaux, offrant des avantages de coûts importants, en particulier pour les tours très élevées. Le transport segmenté est également plus flexible.
CON: Dépendance du contrôle: sa sécurité est basée sur la précision et la fiabilité du système de contrôle. De mauvais algorithmes ou une défaillance du capteur pourraient entraîner une résonance incontrôlée. En outre, le dessus de la tour peut se balancer sur un mètre dans des vents violents, ce qui peut empêcher l'accès à la maintenance dans certaines conditions météorologiques et peut provoquer un inconfort du personnel dans la nacelle.
Le choix entre un hybride et une tour flexible est une décision techno-économique complexe basée sur des conditions de projet spécifiques :
Choisissez une tour hybride lorsque: situé sur un terrain plat avec une bonne infrastructure de transport et la proximité des plantes en béton; Lorsque les priorités du projet favorisent une forte fiabilité et sont disposées à payer des coûts de transport et de fondation plus élevés pour des performances stables.
Choisissez une tour flexible lorsque: ciblant le coût d'énergie nivelé le plus bas (LCOE), pour des hauteurs de concentrateur très élevées (> 140 m), dans des zones avec une logistique de transport difficile (montagnes), ou où les conditions du sol sont moins idéales (permettant des fondations plus petites).
Actuellement, les tours flexibles dominent le marché des tours très élevées (> 160 m) en raison de leurs avantages de coût et de logistique. Les tours hybrides restent compétitives sur des marchés spécifiques (par exemple, les plaines en Chine centrale / sud-est) et les applications. Les deux technologies évoluent, les tours hybrides développant des conceptions modulaires pré-stressées plus légères et des tours flexibles utilisant des stratégies de contrôle de plus en plus sophistiquées et fiables.
