近日，河北张家口张北县一种全新的风力发电塔现世。该风塔高度140m，底部高度50多米，由8条钢管混凝土两两相交成“人字形”空间结构组成，中间设检修平台，上部为纯钢塔筒。据了解，该示范样机所有方为哈电风能有限公司，单机容量7MW，是目前国内首台成功吊装的陆上大单机容量机组，该新型风塔由哈电风能有限公司与武汉釜硕新能源科技有限公司联合开发建立。

平价时代，我国风电新能源发展到了一个新的阶段，随着优质风能资源越来越少，国家补贴的退出，风电项目的投资回报率越来越低，开发难度越来越大。项目成本控制涉及风电整机设备、塔筒、基础以及施工等诸多环节，今年以来，风电机组价格不断突破新低，部分项目风机报价已接近1500元/KW左右，风电整机市场异常激烈。

相比风电整机市场，近年来，我国风电塔架技术技术进步幅度小，缺乏创新性、跨越性的技术革命。相反，随着大型化趋势加快，风电机组高度不断增加，风电塔筒占比整个风力发电机组设备的比重越来越大，以4MW、140m风电机组为例，风塔和基础造价700万左右，与机头价格相当，因此，如何降低成本成为整个风电项目成本控制的关键。

风电塔架与一般建构筑物不同，除了安全性外，对刚度、制造难度、可靠性、运输、安装周期、运维都有要求。这些设计目标与成本控制相矛盾。传统风塔各有优缺点，技术上很难满足高轮毂大容量风机要求。如何设计一款安全经济的风塔成为了巨大的挑战。从技术角度，安全经济的风塔需做到以下几点：

§ 风塔刚度大，避免涡激共振发生；

§ 结构有弹塑性发展能力，弹塑承载力比弹性承载力高1.3倍以上；

§ 结构材料延性好，抗冲击变形能力高；

§ 制造简单，运输方便、安装容易。

截面选型角度：与实腹型结构相比，空间布置截面具有更大的抗弯截面模量。相同的材料下获得更多的刚度和强度，例如大型的机场和火车候车大厅都采用空间结构。风塔底部30m-50m工程量大，影响结构刚度。需要采用空间截面布置截面代替实腹型截面。

构件材料角度：钢管混凝土中的混凝土为三向约束混凝土，抗压承载力是普通混凝土2倍以上。钢管中设置钢绞线预紧力提高构件抗疲劳和抗拉承载力。钢管混凝土构件延性性能好，结构抗倒塌能力高。

图1. 纯钢屈曲与钢管混凝土破坏过程（R1-弹性承载力 R2—薄壁钢筒屈曲破坏承载力，R3—钢管混凝土破坏承载力）

武汉釜硕新能源科技有限公司研发团队从结构基本原理出发，充分研究风塔力学行为特点，辩证选择结构布置和构件材料，同时充分考虑风塔制作、运输和吊装等需要，研发出“人字形”空间钢管混凝土风力发电塔架。该塔架综合成本降低25%以上。首台样机实施表明，该风塔制造简单、运输方便、吊装周期短、运维容易。目前，釜硕风塔获得风电行业权威认证机构鉴衡认证中心的设计认证，获得十多项专利。