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Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2025-09-03 Origen:Sitio
| Característica | Torres híbridas de hormigón | Torres de acero flexibles |
| Filosofía de diseño de núcleo | 'La rigidez supera la fuerza ' : evita la resonancia al aumentar su propia masa y rigidez. Muy rígido. | 'La flexibilidad supera la fuerza ' : permite que la torre se dobla y balancee dentro de los límites, utilizando algoritmos de control avanzados para evitar la resonancia. |
| Material primario | Sección inferior: concreto reforzado; Sección superior: segmentos de torre de acero tradicionales. | All-Steel , típicamente usando placas de acero más delgadas y de mayor resistencia. |
| Características estructurales | Alta masa, alta rigidez, alta frecuencia natural (más cerca de una condición 'fija '). | Ligero, alta flexibilidad, baja frecuencia natural (más cerca de una condición de 'viga en voladizo '). |
| Evitación de resonancia | Se basa en una alta rigidez innata para colocar su primera frecuencia natural por encima del rango de excitación de la turbina (evita la zona 3p). Control más simple. | Se basa en baja rigidez innata para colocar su primera frecuencia natural por debajo de la excitación 1p de la turbina. Requiere un control de amortiguación activo para suprimir el balanceo. |
| Transporte e instalación | Desafío: los segmentos de concreto son extremadamente pesados y grandes, lo que dificulta el transporte y exige la infraestructura. Conjunto complejo en el sitio (pre-casado o vertido). | Ventaja: similar a las torres de acero tradicionales, transportadas en segmentos, logísticamente más fácil. Sin embargo, los segmentos muy largos aún pueden plantear desafíos de transporte. |
| Requisitos de la base | Requiere una base más grande y pesada para apoyar el inmenso peso de la torre en sí. | La base es relativamente más pequeña y más ligera debido al menor peso de la torre. |
| Composición de costos | Mayor costo de material (concreto/barras de refuerzo), pero mayores costos de transporte, instalación y base. | Mayor costo de material (acero especial), pero menores costos de transporte, instalación y base. |
| Ventajas clave | 1. Alta rigidez, movimiento superior de la torre mínimo, operación estable. 2. Excelente resistencia a la fatiga, bajo mantenimiento durante la vida. 3. Sin riesgo de resonancia de baja frecuencia, estrategia de control más simple. | 1. Ligero, reduce el costo total (especialmente para alturas> 140m). 2. Mejor logística de transporte. 3. Menos exigente en las condiciones de la base del suelo. |
| Desventajas clave | 1. Desafíos importantes de transporte e instalación, geográficamente limitado. 2. Enorme peso propio conduce a altos costos de cimientos. 3. Casi imposible reciclar después del desmantelamiento. | 1. Extremadamente alta dependencia de los sistemas de control avanzados. 2. El movimiento superior de la torre significativo puede obstaculizar el mantenimiento y causar molestias. 3. El riesgo de resonancia con turbulencia de baja frecuencia requiere un diseño meticuloso. |
| Aplicación ideal | • Áreas en tierra altas viento • Buen acceso de transporte (por ejemplo, llanuras, cerca de plantas previas a la fundición) • Sitios que exigen la máxima estabilidad operativa | • Muy altas alturas del concentrador (> 140 m) • Sitios logísticamente desafiantes (por ejemplo, montañas, colinas) • Proyectos sensibles a los costos que buscan el mejor valor |
Una torre híbrida es una estructura combinada de 'concreto reforzado + acero. ' Por lo general, el inferior ~ 2/3 está hecho de concreto reforzado (utilizando segmentos prefabricados o técnicas de formación de deslizamiento), mientras que la sección superior es una torre de acero tradicional que se conecta a la nácula.
Cómo resuelve la resonancia:
la rotación de una turbina crea dos frecuencias de excitación principales: 1p (velocidad del rotor) y 3p (velocidad del rotor 3x, a partir de efectos como la sombra de la torre). La masa masiva y la rigidez de la torre híbrida colocan su primera frecuencia natural por encima de la frecuencia 3p durante el funcionamiento normal (es decir, en la región 'rígida/rígida '). Esto asegura que el rango operativo de la turbina no excita la resonancia fundamental de la torre, lo que requiere una compensación menos compleja del sistema de control.
Lógica detrás de pros/contras:
Pro: Estabilidad: su 'rigidez ' significa un dominio mínimo en el viento, lo que lleva a una operación estable, un desgaste mecánico reducido y poca necesidad de mantenimiento sobre su vida útil del diseño.
Con: Peso: el transporte de segmentos de concreto requiere vehículos especiales y coloca altas demandas sobre el ancho de la carretera y el puente, la capacidad de peso y el radio de giro. Esto a menudo es inviable en regiones montañosas. El inmenso peso también requiere bases más grandes y masivas, aumentando los costos y el tiempo de ingeniería civil.
Las torres flexibles son de acero, pero están diseñadas con una filosofía opuesta a las torres de acero rígidas tradicionales. Se hacen intencionalmente flexibles con materiales de pared más ligeros y más delgados.
Cómo resuelve la resonancia: la primera frecuencia natural
de una torre flexible está diseñada para estar por debajo de la frecuencia 1p de la turbina (es decir, en la región 'suave/suave '). Esto significa que la velocidad del rotor de la turbina debe pasar por este punto de resonancia durante el inicio y el cierre. Para administrar esto, se basa en gran medida en un sistema de control de turbinas avanzado . El controlador debe acelerar rápidamente a través de la velocidad de resonancia y emplear algoritmos de amortiguación activos durante el funcionamiento normal. Estos algoritmos ajustan constantemente el par del generador y el tono de la cuchilla para contrarrestar activamente el movimiento de la pista delantera de la torre y evitar la amplificación de las vibraciones.
Lógica detrás de pros/contras:
Pro: Ligero: Ligero significa ahorros de materiales, ofreciendo importantes ventajas de costos, especialmente para torres muy altas. El transporte segmentado también es más flexible.
Con: Dependencia de control: su seguridad se basa en la precisión y la confiabilidad del sistema de control. Los algoritmos deficientes o la falla del sensor podrían conducir a una resonancia no controlada. Además, la parte superior de la torre puede balancearse sobre un metro con vientos fuertes, lo que puede evitar el acceso de mantenimiento durante ciertas condiciones climáticas y puede causar incomodidad al personal de la góndola.
La elección entre una torre híbrida y flexible es una decisión tecnológica compleja basada en condiciones específicas del proyecto :
Elija una torre híbrida cuando: ubicado en terreno plano con buena infraestructura de transporte y proximidad a plantas de concreto; donde las prioridades del proyecto favorecen la alta confiabilidad y están dispuestos a pagar mayores costos de transporte y cimientos por rendimiento estable.
Elija una torre flexible cuando: apuntar al costo de energía más bajo nivelado (LCOE), para alturas de cubo muy altas (> 140 m), en áreas con una logística de transporte desafiante (montañas), o donde las condiciones del suelo son menos ideales (permiten bases más pequeñas).
Actualmente, las torres flexibles dominan el mercado de torres muy altas (> 160 m) debido a sus ventajas de costo y logística. Las torres híbridas siguen siendo competitivas en mercados específicos (por ejemplo, llanuras en el centro/sureste de China) y aplicaciones. Ambas tecnologías están evolucionando, con torres híbridas que desarrollan diseños modulares preestablados más ligeros y torres flexibles que emplean estrategias de control cada vez más sofisticadas y confiables.
