随着国内风电产业不断发展壮大，风电机组叶片长度、轮毂高度的不断突破，其塔架的技术路线出现了分歧，本文将从经济性、安全性、市场发展情况简单介绍当前主流的钢塔、混塔两种塔架技术路线。
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经济性，140-160米是分水岭
目前，业内对于塔筒技术路线的经济性存在很大争议，有人认为钢塔经济性强于混塔，也有人认为混塔经济性高于钢塔，这里不能一概而论，需要具体到某个风电项目以及项目所具备风资源、地形、机组容量和高度等情况具体分析。
通过与诸多行业专家学者沟通，北极星发现，有一项因素直接决定了塔筒的经济性，它就是风机轮毂高度。在绝大多数情况下，风机轮毂高度越高，混塔经济性相比钢塔会更具备优势，那么当高度达到多少米，两者经济性会达到分水岭？
以下是某风电项目钢塔混塔成本比较，该项目批量安装了4MW机组，可以看出，当塔筒高度在140时，钢塔的经济性优于混塔；当高度来到165米时，混塔的经济性已经略高于钢塔；但当高度达到185米时，经测算混塔的经济性明显优于钢塔。
来源：CCPA风电混塔分会
不同项目情况不一样，上图CCPA风电混塔分会公布的一个不同高度下，钢塔与混塔成本的走势图，可以看出，在塔架高度120米到140米左右，钢塔和混塔经济性基本不分上下，但随着高度的增加，高度来到140米及以上，混塔的经济性优势逐步凸显。
此外，混塔与钢塔经济性还与原材料的价格息息相关，钢塔筒原料（中厚板）受到进口铁矿石及国内限产环保政策影响较大，而混凝土价格及相关配料价格相对而言均比较稳定。
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以中低风速4MW机组（120m轮毂高度）的东北某项目进行对比。在钢塔筒采购单价为7200元/t时，钢混塔与全钢塔成本基本持平，随着钢塔筒采购价格持续走高，钢混塔经济性相对较高。
安全性毋庸置疑，但各有所长
塔架的高可靠性是确保风电机组正常运行的首要条件，不论是混塔还是钢塔，都要求具备极高的安全性。
钢塔是国内应用最广泛的塔架形式，数据显示，目前超过90%以上的机组都采用了刚性钢塔或柔性钢塔，而高度在120米-140米风电机组，已多数采用柔塔技术，相对于刚性塔筒，其塔筒重量明显降低，造价明显降低，材料、工艺、运输、吊装和传统刚性塔架并无实质区别。
安全方面，钢塔技术从中国风电萌芽之初应用到现在，经历了30余年的安全性验证，最早的一批钢塔机组已经安全退役，钢塔技术已经形成完备成熟的产业链，在一定高度空间和条件下，钢塔技术路线还是具备绝对优势的。
混塔技术近十年开始兴起，从2015年中国第一台风电混塔样机树立以来，不到十年的时间，混塔技术已经得到了充分的验证，据球哥看风提供的数据显示，国内混塔陆上风电装机规已经接近18GW，2023年，混塔实际中标混塔风电台数接近4000台，交付数量接近2000台。
来源：CCPA风电混塔分会
对于160米级别以上超高风机，全钢柔塔技术路线存在太大不确定性，同时，钢材等原材料成本上升，混塔技术成为提升风机高度和保障机组可靠性运行的另一选择。国内180米及185米级别以上的超高风电机组，基本全部采用了混塔技术。
当然，我们也应该看到，对比钢塔，虽然混塔有着成本低、结构刚度大、运输限制少这些显著的优点，但以下几点缺陷仍然是风电行业需要克服的难题。
混塔生产周期长，对环境要求较为严苛。三北地区寒冷干燥的环境往往是混塔生产制造和储存养护的大敌，干燥会使水泥缺乏足够的粘结力，从而会在混凝土表面出现片状或粉状脱落。
混塔质量管控难度大。预制管片对环境温度、湿度等因素较为敏感，养护过程中易产生裂缝，修复困难，预制管片在运输和安装过程更是管片发生损伤的重灾区。
预制管片质量对原材料和工艺要求高。需要严格控制原材料的质量，对水泥、骨料等进行抽样检测，控制混凝土的搅拌时间、搅拌速度和水灰比等参数，确保混凝土均匀一致，防止出现大面积气孔和质量缺陷。控制混凝土的浇筑速度和振捣方法，避免过快或过慢导致的质量问题。
正如风机直驱、双馈、半直驱技术路线之争一样，在低电价时代，后者成为更多企业的选择。钢塔和混塔的技术路线之争，笔者认为，目前难分高下，在保障安全的前提下，哪种技术路线能最大程度的适应市场需求，谁才能更甚一筹。
来源：北极星风力发电网
作者：周小彦
