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，该新型风塔由武汉釜硕新能源科技有限公司独立研发设计，示范风电机组样机单机容量7MW，叶轮直径187m，是国内首台已吊装陆上7MW风电机组，也是目前国内单机容量最大的示范样机。
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工程量最大，最影响结构刚度。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。
