風力發電機組的塔架與基礎詳細內容介紹

　　1．塔架
　　1.1. 概述
　　塔架和基礎是風力發電機組的主要承載部件。其重要性隨著風力發電機組的容量增加，高度增加，愈來愈明顯。在風力發電機組中塔架的重量占風力發電機組總重的1/2左右，其成本占風力發電機組制造成本的15％左右，由此可見塔架在風力發電機組設計與制造中的重要性。
　　由于近年來風力發電機組容量已達到5MW，風輪直徑達126米，塔架高度達100米。在德國，風力發電機組塔架設計必須經過建筑部門的批準和安全證明。
　　1.2. 塔架的結構與類型
　　塔架主要分為桁架型和圓筒型。
　　桁架型的塔架如圖16示。桁架型塔架在早期風力發電機組中大量使用，其主要優點為制造簡單、成本低、運輸方便，但其主要缺點為不美觀，通向塔頂的上下梯子不好安排，上下時安全性差。

圖16 桁架型的塔架

　　圓筒型塔架如圖17示。在當前風力發電機組中大量采用，其優點是美觀大方，上下塔架安全可靠。

 
圖17  圓筒型塔架

　　以結構材料可分為鋼結構塔架和鋼筋混凝土塔架。
　　鋼筋混凝土塔架在早期風力發電機組中大量被應用，如我國福建平漂55kW風力發電機組（1980年）、丹麥Tvid 2MW風力發電機組（1980年），后來由于風力發電機組大批量生產，從批量生產的需要而被鋼結構塔架所取代。近年隨著風力發電機組容量的增加，塔架的體積增大，使得塔架運輸出現困難，又有以鋼筋混凝土塔架取代鋼結構塔架的苗頭。
　　1.3. 塔架的設計與計算
　　塔架的主要功能是支承風力發電機的機械部件，發電系統（重力負荷），承受風輪的作用力和風作用在塔架上的力（彎矩、推力及對塔架的扭力），塔架還必須具有足夠的疲勞強度，能承受風輪引起的振動載荷，包括起動和停機的周期性影響、突風變化、塔影效應等。塔架的剛度要適度，其自振頻率（彎曲及扭轉）要避開運行頻率（風輪旋轉頻率的3倍）的整數倍。塔架自振頻率高于運行頻率的塔稱之為鋼塔，低于運行頻率的塔稱之為柔塔。
　　(1). 塔架靜強度的載荷條件