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连云港海上风电

发布时间:2022-10-12 16:10:17 浏览:1020次

风力发电是世界上发展最快的绿色能源技术,在陆地风电场建设快速发展的同时,人们已经注意到陆地风能利用所受到的一些限制,如占地面积大、噪声污染等问题。由于海上丰富的风能资源和当今技术的可行性,海洋将成为一个迅速发展的风电市场。欧美海上风电场已处于大规模开发的前夕。我国东部沿海水深50 m以内的海域面积辽阔,而且距离电力负荷中心(沿海经济发达电力紧缺区)很近,随着海上风电场技术的发展成熟,风电必将会成为我国东部沿海地区可持续发展的重要能源来源。


风机支撑技术

海上风机的支撑技术主要有底部固定式支撑和悬浮式支撑2类。

底部固定式支撑

底部固定式支撑有重力沉箱基础、单桩基础、三脚架基础3种方式。

(1)重力沉箱基础。

重力沉箱主要依靠沉箱自身质量使风机矗立在海面上。Vindeby和TunoeKnob海上风电场基础就采用了这种传统技术。在风场附近的码头用钢筋混凝土将沉箱基础建起来,然后使其漂到安装位置,并用沙砾装满以获得必要的质量,继而将其沉入海底。海面上基础呈圆锥形,可以起到减少海上浮冰碰撞的作用。Vindeby和Tunoe Knob风电场的水深变化范围在2.5~7.5m之间,每个混凝土基础的平均质量为1050t。该技术进一步发展,用圆柱钢管取代了钢筋混凝土,将其嵌入到海床的扁钢箱里。该技术适用于水深小于10m的浅海地区。

(2)单桩基础。单桩基础由一个直径在3~4.5m之间的钢桩构成。钢桩安装在海床下18~25m的地方,其深度由海床地面的类型决定。单桩基础有力地将风塔伸到水下及海床内。这种基础的一大优点是不需整理海床。但是,它需要防止海流对海床的冲刷,而且不适用于海床内有巨石的位置。该技术应用范围水深小于25m。

(3)三脚架基础。三脚架基础吸取了海上油气工业中的一些经验,采用了质量轻、价格低的三脚钢套管。风塔下面的钢桩分布着一些钢架,这些钢架承担和传递来自塔身的载荷,这三个钢桩被埋置于海床下10~20m的地方。 

悬浮式支撑

以悬浮式支撑有浮筒式和半浸入式2种方式,主要应用于水深75~500m的范围。

(1)浮筒式支撑。浮筒式基础由8根与海床系留锚相连的缆索固定在海面上,风机塔杆通过螺栓与浮筒相连。

(2)半浸入式支撑。主体支撑结构浸于水中,通过缆索与海底的锚锭连接,该形式受波浪干扰较小,可以支撑3~6MW、旋翼直径80m的大型风机。

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技术特点

海上风机是在现有陆地风机基础上针对海上风环境进行适应性“海洋化”发展起来的。

高翼尖速度

陆地风机更多的是以降低噪声来进行优化设计的,而海上则以更大地发挥空气动力效益来优化,高翼尖速度、小的桨叶面积将给风机的结构和传动系统带来一些设计上的有利变化。

变桨速运行

高翼尖速度桨叶设计,可提高风机起始工作风速并带来较大的气动力损失,采用变桨速设计技术可以解决这个问题,它能使风机在额定转速附近以最大速度工作。

减少桨叶数量

大多数风机采用3桨叶设计,存在噪声和视觉污染。采用2桨叶设计会带来气动力损失,但可降低制造、安装等成本,因此也是研究的一个方向。

新型高效发电机

研制结构简单、高效的发电机,如直接驱动同步环式发电机、直接驱动永磁式发电机、线绕高压发电机等。

海洋环境下风机其他部件

海洋环境下要考虑风机部件对海水和高潮湿气候的防腐问题;塔中具有升降设备满足维护需要;变压器和其他电器设备可安放在上部吊舱或离海面一定高度的下部平台上;控制系统要具备岸上重置和重新启动功能;备用电源用来在特殊情况下置风机于安全停止位置。







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