山东省重大项目节地案例：能源类建设项目节地技术.docx

山东省重大项目节地案例：能源类建设项目节地技术

案例一风力发电塔：以预应力构架式钢管风电塔为例

一、基本情况

预应力构架式钢管风电塔是青岛华斯壮能源科技有限公司依托同济大学和同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司研发的新式风电塔架。本塔架技术使塔架高度提升，可以更好地利用风资源，增加发电有效时数，提高发电效率；同时这项技术采用四点式承重分布，大大降低了对塔下农作物种植或塔下植被的影响，减少了铁塔实际占地面积，大大节约了土地资源。

现阶段本产品技术设计已通过了北京鉴衡认证中心认证，涉及的技术申请了国家和国际专利20余项。目前160米全球最高预应力构架式钢管风电塔样塔已于2020年9月28日在山东省菏泽鄄城县实现并网发电。

图1鄄城县160米预应力构架式钢管风电塔实物照片

二、主要做法

（一）基本思路及方法

基于企业精益研发技术体系，引入产品全生命周期理念，在产品研发过程中，综合考虑环境保护、节约资源、节约能源等方面，通过拓扑优化、形貌优化等分析设计技术，实现产品整体的结构最优、重量最优、寿命最优、环境影响最低、节约用地最多等技术创新优势，形成技术成果产业化的精品制造工程。

预应力构架式风电塔塔身采用全钢结构，全塔身或塔身底部设计为构架，塔身结构分为构架式塔架和锥台形塔筒两部分，中间由过渡段连接。构架塔段可采用四边形、六边形或八边形等，分别对应不同形式的转换过渡段。

图2四边形全钢构架塔组成示图

（二）本塔架特点和优势

1.节地优势明显。相较传统风机基础，该结构底部采用四个小型基础，单个露出面积不足1.5平米，四个实际占地只有6平米。底部架空不影响农业机械化作业。

图3塔架底部空间图

2.适应性强。适用于跨河道，跨水塘建设；适合农田应用，并不影响农业机械化耕种；适合跨道路建设，底部车辆通行不受阻碍；适合山地等不平整地面，独立基础可分开浇筑而不必要平整山头；适合分散式和集中式风场，运输及吊装更灵活。

3.成本低，效益高。比同高度传统风塔综合成本直接降低10-30%，并增加发电量3-8%。

三、节地效果

传统塔架基础，直径20米，露出地面部分直径7米，占地面积约33平方米。预应力构架式塔架（160米风塔）。塔下基础四脚外边长30.5米。每个塔脚5×5米、外露部分1.2×1.2米，占地面积约6平方米。与传统塔架相比，单塔节地面积27平方米。

图4传统塔架与预应力构架式塔架对比图

四、适用范围

本产品适用风电行业，尤其是中东部和南方的低风区地区，可以得到广泛的推广应用。

五、应用前景

预应力构架式钢管风电塔的应用推广，按每年建设10000台计算，可以为国家节约土地约27公顷，可节约混凝土200万立方，更有利于减排。该技术的使用，推动了清洁能源的利用，更好地推动了社会效益和生态效益。

该产品的技术创新可以在新能源和可再生能源领域广泛使用，无论在分散式和集中式风场中都可以加以灵活运用。实现了风能深度开发利用，降低了建设成本，是清洁能源有效利用的又一例证。