格兰特施密茨(Grant Schmitz)眼睛距离6.5英尺×12英尺的超高性能混凝土面板几英寸，研究了光滑表面的微小裂缝。他和其他研究工程师用黑色标记仔细标记每一个。
爱荷华州立大学土木，建筑和环境工程研究生Schmitz和爱荷华州立大学威尔逊工程学教授，工程学院风能计划领导者Sri Sritharan试图回答有关使用混凝土面板和柱子的一些基本问题使用预制的，易于运输的部件来建造风力涡轮机塔架。
装配好的混凝土塔可以替代现在用于风力涡轮机的钢塔吗?混凝土塔能否成为将涡轮塔从现在的80米提升到100米更高的更稳定风的实用方法?连接立柱和面板的三种方法中哪一种最适合风力发电机塔架?
“我们肯定已达到钢塔的极限，”Sritharan说。“将钢塔增加20米将需要大幅增加成本，因此风能行业开始说'我们为什么不去混凝土?'”
因此，Sritharan和Schmitz看着爱荷华州立大学结构工程研究实验室的工程专家兼经理Doug Wood，为实验室的液压设备输入命令，以便在100的全尺寸测试段上推动或拉动更大的负载。米混凝土风力发电机塔。随着每次增加，该部分吱吱作响并重击。
目标是测试三个柱 - 板面板段，以确定涡轮机塔顶部的预期载荷。工程师想看看这些部分是否可以处理150,000磅的负载，超过该高度极端负载的20%。
Sritharan和Schmitz设计的混凝土塔以六角形段建造，六个面板连接到六个柱子。他们测试了连接面板和柱子的三种方法：螺栓连接; 水平，预应力连接，电缆穿过塔架; 使用超高性能混凝土浇注到板和柱之间的接缝处的灌浆连接。此外，使用预应力方法将混凝土柱连接到基础上。
测试段的所有三个版本都承受了150,000磅的横向载荷。研究人员还测试了该段与灌浆连接在170,000磅负载下，超过极端负载36%。在每次测试中，这些部分表现良好，在100,000磅的操作负荷下没有遇险信号。在极端负载和超出范围内，可以看到测试段的一些困扰。
“面板开裂预计会在非常高的载荷下进行，并在卸下载荷后关闭，”Sritharan说。“如果业界要求，也可以避免这种情况。”
经过所有的测试，Schmitz说，“我绝对认为我们已经接近能够在这个行业中使用这项技术。”
与现今的钢塔相比，混凝土塔设计具有以下几个优点：
通过使用超高性能和高强度混凝土提高钢材20年的使用寿命
更便于运输，因为零件足够小，可用于标准货运
预制混凝土工业在全国各地建立
对涡轮机塔的进口钢的依赖性降低
较小的预制件可以多种方式在现场组装
这个概念是多功能的，塔可以适应任何涡轮机尺寸甚至超过100米的高度。
“我们已经证明，该系统可以部署到100米高度，用于2.5至3兆瓦的系统，”Sritharan说。
从80米到100米的塔楼对风能生产商来说非常重要。
Sritharan表示，100米处的风力条件更稳定，不那么动荡。较高的塔架也允许更长的涡轮叶片。研究表明，所有这些都可以使能源产量增加15%。
Sritharan说，随着涡轮机尺寸的增加，对更高塔的需求将不可避免。
“很多人都在谈论更高，更具体的风力涡轮机塔架，”他说。“我们已经建立了一个具有多种结构选择的新型多功能概念。”
Sritharan说，混凝土涡轮塔的研究将继续在爱荷华州进行。该项目部分得到了来自Grow Iowa价值基金(一项州经济发展计划)的109,000美元赠款的支持。实验项目的行业合作伙伴是Clipper Windpower，一家总部位于加利福尼亚州Carpinteria的公司，在Cedar Rapids设有涡轮机设计和制造工厂。加拿大阿尔伯塔省卡尔加里拉法基北美公司; 和内布拉斯加州Bellevue的Coreslab Structures(OMAHA)Inc。
Schmitz，他正在描述他的硕士论文的项目，在成功测试后可以轻松一点。
“对此有很多准备，”他说。“我们在8月开始协调测试。我们不得不在秋季安排预制，运输和装配。当你看到它处理它必须满足的能力时，这绝对是一种解脱。
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