随着风电制造业的发展，风力发电机组单机容量持续增大，风机叶片及风电塔筒模具尺寸也越来越大，目前平原风电120m风电塔筒模具高度已成为主流，部分在建风电场已向140m风电塔筒模具高度迈进[。随着风机轮毂高度的不断增加，对于风力发电风电塔筒模具建筑材料和建设工艺的要求也越来越高。目前风机风电塔筒模具形式采用最多的为钢结构，但是钢筋混凝土结构风电塔筒模具相对于钢结构风电塔筒模具具有取材容易、运输方便、刚度大、稳定性好、耐腐蚀、可耐受一定淹没深度、节约钢材和维修费用低等优点，混凝土风电塔筒模具已经成为风电120m及以上风电塔筒模具的建设趋势。因此，需要加强对风电混凝土风电塔筒模具应用过程中的总结与分析，促进我国风电建设工程降本增效。
1 预应力钢筋混凝土风电塔筒模具的优点
（1）顺应风电行业单机大容量的发展趋势。近些年随着我国风力发电行业的迅速发展，风电装机容量快速增长，陆上可供开发的风资源丰富的区域越来越少，风电开发建设由高风速地区向低风速地区发展，朝大容量、低风速、高风电塔筒模具、长叶片方向发展。而随着风力发电机组风电塔筒模具高度的增加，钢混风电塔筒模具的成本优势逐渐凸显出来。以某风机厂家叶轮直径为141m的2.5MW低风速风机为例，风电塔筒模具高度分别为90m、100m、120m、140m的刚风电塔筒模具重量分别为170t、200t、289t、357t。据此测算，目前120m风电塔筒模具高度的钢混风电塔筒模具与钢风电塔筒模具价格相当，120m以上钢混风电塔筒模具价格低于钢风电塔筒模具。针对120m及以上风电塔筒模具高度的风力发电机组，采用预应力钢筋混凝土风力发电风电塔筒模具可降低风电场建设成本，提高风电项目的收益率。
（2）适用于低风速区域的风电建设，符合电力消纳政策。由于近年来我国风电行业发展迅速，电网消纳能力跟不上装机增长速度导致严重的弃风限电现象。2019年，新疆、甘肃、内蒙古弃风形势仍较为严重，三省（区）弃风电量合计136亿kW·h[2]。另外，南方山区风电受到建设难度大与环保“高压线”的双重影响，开发愈加困难，因此开发平原地区低风速地区风电成为近年来的方向与重点。目前，平原地区当地电网具备消纳电能优势，但往往存在降雨量大及外洪内涝风险，采用预应力钢筋混凝土风电塔筒模具更有利于风机风电塔筒模具的防洪防腐要求。
（3）提高发电量。当风力机运行时，塔架受载状况极为复杂。这些荷载通常包括风荷载、机组自重、机组重心偏移引起的偏心力矩以及由于风振引起的高耸结构的动态响应等[3]。由于钢筋混凝土风电塔筒模具的刚度好，在风荷载作用下风电塔筒模具机舱处的水平位移与振幅均小于传统钢制风电塔筒模具，保证了叶轮系统迎风角度的稳定性，增加了安全性，便于风机厂家调整风机控制策略提高发电量，增加了发电量，降低了场外道路运输难度，减小了场内道路改扩建、新建路段的工程量。风电场运输道路一般以省道与风电场内部道路的接口为分界点，以外为场外道路，以内为场内道路。受限于我国公路现状，大多数桥涵限高4.5～5.5m，而目前90m轮毂高度的2.5MW风电钢风电塔筒模具底部直径已达4.3m，加上运输车辆底盘高度，已接近公路运输的极限，同时由于风电塔筒模具壁厚增加长度增加，90m轮毂高度底部22m长风电塔筒模具重量已近70t，导致钢制风电塔筒模具的场外道路路径选择与沿线障碍物拆改工作变得较为困难。
（4）风机风电塔筒模具以及叶片的运输为场内道路的运输关键点。当叶片采用平板挂车运输时，道路圆曲线最小半径及弯道外侧扫尾半径由叶片车决定；当叶片使用举升工装车时，道路圆曲线半径及加宽值由最长段风电塔筒模具决定[4]。目前风电场内的叶片运输大多采用举升工装车，大幅度降低了叶片场内运输难度，此时场内运输重点由钢风电塔筒模具决定。为保证钢风电塔筒模具的顺利运输，场内道路圆曲线半径及加宽值需满足相关要求，采用后轮转向运输车可进一步减小圆曲线半径，按照《风电场工程道路设计规范》（NB/T 10209—2019）要求，仍然要求最小转弯半径内弯不小于25m，外弯不小于20m，场内道路改扩建、新建路段的工程量依然较大。《风电场工程道路设计规范》（NB/T 10209—2019）圆曲线最小半径如表1所示，全钢塔方案某风机厂家推荐道路加宽值如表2所示。
（5）降低投资成本。钢筋混凝土风电塔筒模具预制场地选择多，预应力混凝土风电塔筒模具的制造可就近取材、就近生产、就近运输。预制混凝土风电塔筒模具管片尺寸相对较小，工厂预制现场拼装的施工方式显著降低了场外道路路径选择与沿线障碍物拆改工作的难度，大幅度降低了场外道路的运输成本。目前在建的平原风电多位于县道乡道路网较为完善、城镇村落密布的地区，采用混塔方案不仅可以节约道路加宽改造、沿线桥涵加固、沿线电杆广告牌等障碍物拆改的直接费用，还可以节约占地补偿、林业补偿、复垦复绿补偿、拆改补偿等间接费用，同时节约建设投资中的工程费用与工程建设其他费用。
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