最近各家都推出了120米以上的高塔筒，無論是柔性的鋼塔，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重要技術。偶爾聽業(yè)內(nèi)朋友說到高塔筒是另一個技術趨勢，因為國外已經(jīng)發(fā)展到了165米的高度，所以國內(nèi)的發(fā)展指日可待。
但事實究竟是不是這樣呢？國內(nèi)追求高塔筒只是在趕時髦嗎？錯！以下就借之前的一些分析再和大家討論一下這個問題。
經(jīng)濟性是關鍵
確定是否采用較高的塔筒高度，主要還是取決于經(jīng)濟效益，提高塔筒高度必然導致塔筒和基礎的成本增加，那么提高塔筒帶來的發(fā)電量的提升就需要效果更加明顯，才可以使得機組最終的經(jīng)濟效益變好。
通常來說，在風切變大于0.15以上，采用較高的塔筒高度經(jīng)濟效益會提高；而風切變小于0.05——0.08左右時，采用較低的塔筒高度經(jīng)濟效益會更明顯改善；而當風切變處于0.08——0.15之間時，改變塔筒高度對經(jīng)濟效益的影響不明顯，因而通常傾向于采用較低的塔筒高度。
風切變的影響因素
風切變是在地表摩擦力的作用下，不同高度的風速所表現(xiàn)出的隨高度降低逐漸較弱的趨勢，風切變的程度通常用風切變指數(shù)來衡量。
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個方面。
1、微觀地形。對于復雜地形風場，風切變受微觀地形的影響較大，在山脊頂部通常風切變較小，甚至會出現(xiàn)負切變的現(xiàn)象。而對于簡單地形風場，風切變通常則會略大。
2、地表粗糙度。地表粗糙度主要受地表的地貌、植被等影響，在荒漠化嚴重的地區(qū)，風切變通常較小；而在綠化程度較高、森林覆蓋面積較大的地區(qū)，風切變則會偏大。
3、大氣穩(wěn)定度。地表附近溫度較低時，大氣趨向于穩(wěn)定；反之在地表附近溫度較高時則趨向于不穩(wěn)定；而在溫度適中時，大氣穩(wěn)定度為中性。
在大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)時，不同高度的風速之間動量交換程度很高，風切變指數(shù)較小；相反，在大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)時，不同高度的風速之間動量交換程度較弱，風切變指數(shù)較大（此時的風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，地形較為簡單。雖然近年來歐洲風場也逐漸由簡單地形向中等復雜地形發(fā)展，但總體來說，與國內(nèi)風場的復雜程度是沒法比的，所以在微觀地形方面不會對風切變有顯著的降低作用。
歐洲風電場
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，而保持風切變不被減弱。
Nordex安裝世界最高風電機組（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，全年大部分時間地表溫度不會太高，而且在北歐地區(qū)還會出現(xiàn)極晝和極夜現(xiàn)象，也會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，進一步維持風切變。
高塔筒是否適合國內(nèi)風場
對于這個問題，我們用排除法，微觀地形復雜的地區(qū)、荒漠化嚴重的地區(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，但還要對風場的周邊環(huán)境進行具體分析，并結合測風數(shù)據(jù)進行判斷。
由于具有平坦的地形與完好的植被，所以國內(nèi)目前正在大規(guī)模開發(fā)的簡單地形低風速市場具有風切變較大的特征，因而有力地推動了高塔筒機組在國內(nèi)市場的發(fā)展，但目前也出現(xiàn)了土地調(diào)規(guī)困難的問題，未來一旦回歸三北市場，高塔筒機組的適用能力就將減小。
當然，對于東北的平原地區(qū)，高塔筒也還是有優(yōu)勢的，但只要涉及到基本農(nóng)田的問題，困難和目前的簡單地形低風速市場如出一轍，這些歸根結底還是受國家土地政策的影響決定的。
原標題:【科普】國內(nèi)高塔筒機組還能開發(fā)多久？
