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既然在哥本哈根举行的联合国气候会谈已经结束,同意在那里起草的协议的国家现在有义务履行其削减温室气体排放的承诺。风力发电是预计在帮助减少排放和使社会摆脱对化石燃料的依赖方面发挥重要作用的关键可再生能源之一,这意味着风力发电公司必须准备好快速解决威胁到减缓可再生能源生产的机械问题。
烧毁的发动机、运转不正常的齿轮箱和损坏的转子使涡轮机无法最大限度地利用它们从自然界中获取的能量,这就提出了如何可靠地维护数十座巨大的塔架的问题,其中一些塔架高出地面100多米。
大型移动式起重机用于在高耸的塔架顶部组装风力涡轮机部件,并在之后为这些涡轮机提供维护服务。但是,维斯塔斯风力系统公司 (Vestas Wind Systems, A/S) 丹麦技术产品管理研发部门的产品经理 Jacob Juhl Christensen 表示,风能利用技术的快速扩张和人们对风能利用技术的兴趣已经使现有的起重机资源紧张,造成了产能短缺。“有时,即使有备件可以维修涡轮机,也可能需要几个月才能找到起重机进行维修工作,”他说。考虑到维斯塔斯的一些涡轮机在地面以上 70 到 105 米的高空运行,那里的风力强劲,因此需要最重型的起重机来进行维修工作。不幸的是,这种起重机也是最难从一个地方移动到另一个地方的。
维斯塔斯正在开发自己的起重机技术以避免此类问题。维斯塔斯塔式起重机仍处于原型阶段,旨在连接到从位于涡轮机塔架机舱(覆盖风力涡轮机发电机和齿轮箱的外罩)内部的小型起重机上放下的电缆并向上吊起。塔式起重机长 10 米,高 2.9 米,宽 3.3 米,实际上是通过一个多步骤过程上升的:从机舱放到地面的电缆首先连接并吊起一个滑车(一种分配起重机重量的滑轮系统),维斯塔斯称之为“机舱附件系统”或 NAS。一旦 NAS 被拉起并连接到机舱侧面,它就会使用多根电缆来吊起起重机本身。
Christensen 说,起重机到达塔顶后,它会像巨大的机械手一样用四个爪子夹住立柱,以提供稳定性,从而使起重机能够在高达每秒 15 米的风速下运行。
53 公吨的维斯塔斯塔式起重机于今年早些时候首次展示,随着技术的进一步发展,迄今为止已在有限范围内使用。当前版本的起重机配备了一个单起重臂,可以安装和拆卸齿轮箱和发电机。未来版本预计将能够对转子叶片本身进行更换或维修工作。
维斯塔斯下一代塔式起重机的计划是使其能够与该公司多种不同的涡轮机型号配合使用,只需进行少量修改。该公司预计在一年内推出新型起重机的原型,及时赶上其 V112 三兆瓦涡轮机的发布,该涡轮机将具有更重的部件,并且需要比当前塔式起重机更强的起重臂。
维斯塔斯塔式起重机并非风力涡轮机起重机技术的唯一创新方法。ITI Energy 是苏格兰主要经济机构苏格兰企业局 (Scottish Enterprise) 的一部分,已投资约 320 万美元用于一个名为 “猩猩 (Orangutan)” 的特殊风力涡轮机接入系统。ITI Energy 的系统由同样位于苏格兰的 Oreada, Ltd. 设计,由两个摩擦夹组成,通过液压结构连接,允许像毛毛虫一样在涡轮机塔架上上下移动 (pdf)。
在以五分之一比例(与普通涡轮机塔架相比)建造的塔架上测试该技术后,苏格兰企业局现在正在寻找合作伙伴,将“猩猩 (Orangutan)”原型转变为可以商业化的爬升机器。
观看包含维斯塔斯塔式起重机和“猩猩 (Orangutan)”图像的幻灯片