澳企研发风电预制基础技术,拟大幅降低混凝土用量
澳大利亚工程咨询公司 icubed consulting(icubed咨询)宣布,经过两年研发,成功开发出一种用于风力发电机基础的预制混凝土技术。该方案旨在颠覆传统的风电场建设模式,通过显著降低混凝土消耗、缩短施工周期和降低成本,为风电行业提供新的解决方案。然而,为了证明其在商业规模上的潜力,该公司目前亟需寻找一家愿意承担风险、作为首个实施者的开发商。
突破传统重力式基础瓶颈
这一创新方案由 icubed consulting 主导开发,其核心目标是替代澳大利亚目前广泛使用的传统重力式扩展基础(mass gravity footings)。随着风力发电机尺寸的不断增加,传统基础结构变得日益庞大且复杂。据该公司首席结构工程师 Rohan McElroy 介绍,在某些项目中,单台大型风机的基础需要消耗超过 700立方米 的混凝土以及 80至100吨 的钢筋。
icubed 提出的解决方案采用由 25至30个 预制混凝土块组成的系统,这些构件被称为“肋板”。这些部件在工业工厂内预先制造,随后运输至风电场现场,利用起重机进行组装。组装过程中已包含必要的锚栓和加强元件。该项目是与澳大利亚预制混凝土专家 Humes Holcim Australia(霍姆斯霍尔西姆澳大利亚公司)合作完成的。icubed 强调,其团队在传统基础设计方面拥有丰富经验,曾参与澳大利亚总装机容量约 10吉瓦 的风电项目。
为确保新方案的可靠性,工程师们重新设计了计算工具,并通过三维有限元模型进行了模拟验证。此外,该设计还经过了一家独立的工程质量保证机构的审查。
混凝土用量与工期双重优化
测试结果显示了显著的性能提升。Zui主要的优势是单台风机基础所需的混凝土总量减少了约 30%。由于大部分建造过程转移到了预制工厂,现场直接浇筑的混凝土量减少了近 70%。
这种转变还带来了其他资源节约:钢筋、模板、专业劳动力和水资源的需求均大幅下降。McElroy 指出,施工期间的用水量同样可减少约 70%,这对于位于偏远地区或水资源有限的项目尤为重要。尽管为了压实预制件之间的空隙,回填材料的使用量增加了近 20%,但公司计算显示,每台风机仍可实现 10%至15% 的净成本节约。
在工期方面,对于一个预计建设周期为一年的风电场,使用预制基础可将完工时间提前 20至21周。同时,搅拌车交通流量的减少和对预拌混凝土厂依赖度的降低,也有助于减轻风电场内部基础设施的磨损。
从技术验证到商业落地的挑战
尽管此类基础在欧洲和美国的部分项目中已有应用,但澳大利亚尚未大规模采用。McElroy 认为,主要障碍并非技术层面,而是文化和企业层面的惯性。澳大利亚行业对传统方法感到舒适,因此需要找到一位敢于引领转型、承担初期风险的开发商。
该公司认为,这项技术特别适用于配备 6至7兆瓦 风机的风电场,以及劳动力短缺、工期紧张或位于偏远地区的矿山项目。在完成设计、建模和外部验证阶段后,icubed 面临的下一个挑战是在理论上简单但在实践中复杂:找到一个合适的项目,以实地证明这一可能重塑澳大利亚风电建设格局的创新技术。
对于中国风电产业链而言,这一案例提供了重要的启示。中国在预制构件制造和模块化施工方面拥有成熟的工业基础和供应链优势。面对全球风电大型化带来的基础工程成本压力,中国企业可关注此类“工厂预制+现场组装”的技术路径,将其与自身的智能制造能力相结合,不仅有助于降低海外项目的建设与物流成本,更能在绿色建造(如节水、减碳)方面形成差异化竞争优势,从而在全球能源转型市场中占据更有利的位置。