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    電機(jī)試驗器廠家揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司為您解讀風(fēng)力發(fā)電機(jī)的海上基礎(chǔ),海上風(fēng)能面臨的問題主要是削減投資:海底電纜的使用和風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的構(gòu)建使海上風(fēng)能開發(fā)投資巨大。然而,風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)技術(shù),以及兆瓦級風(fēng)機(jī)的新研究至少使水深在15米(50英尺)的淺水風(fēng)場和陸地風(fēng)場可以一爭高下??偟恼f來,海上風(fēng)機(jī)比鄰近陸地風(fēng)場風(fēng)機(jī)的輸出要高出50%,所以,海上風(fēng)機(jī)更具吸引力。
1.較混凝土便宜的鋼材
    丹麥的兩個電力集團(tuán)公司和三個工程公司于1996~1997年間首先開始對海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計和投資進(jìn)行了研究,在報告中提出,對于較大海上風(fēng)電場的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ),鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)更加適合。所有新技術(shù)的應(yīng)用似乎至少在水深15米或更深的深度下才會帶來經(jīng)濟(jì)效益。無論如何,在較深的水中建風(fēng)場其邊際成本要比先前預(yù)算的要少一點。
對于1.5兆瓦的風(fēng)機(jī),其風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和并網(wǎng)投資僅比丹麥Vindeby和Tunoe Knob海上風(fēng)電場450~500千瓦風(fēng)機(jī)相應(yīng)的投資高出10%到20%,這就是以上所述的經(jīng)濟(jì)概念。
2.設(shè)計壽命
    與大多數(shù)人們的認(rèn)識相反,鋼結(jié)構(gòu)腐蝕并不是主要關(guān)注的問題。海上石油鉆塔的經(jīng)驗表明陰極防腐措施可以有效防止鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。海上風(fēng)機(jī)表面保護(hù)(涂顏料)一般都采取較陸地風(fēng)機(jī)防腐保護(hù)級別高的防護(hù)措施。石油鉆塔的基礎(chǔ)一般能夠維持50年,也就是其鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的壽命。
3.參考風(fēng)機(jī)
    在防腐研究中,采用了一臺現(xiàn)代的1.5兆瓦三葉片上風(fēng)向風(fēng)機(jī),其輪轂高度大約為55米(180英尺),轉(zhuǎn)子直徑為64米(210英尺)。
這臺風(fēng)機(jī)的輪轂高度相比陸地風(fēng)機(jī)要偏低一些。在德國北部,一臺典型的1.5兆瓦風(fēng)機(jī)輪轂高度大約為60~80米(200到260英尺)。
由于水面十分光滑,海水表面粗糙度低,海平面摩擦力小,因而風(fēng)切變(即風(fēng)速隨高度的變化)小,不需要很高的塔架,可降低風(fēng)電機(jī)組成本。另外海上風(fēng)的湍流強(qiáng)度低,海面與其上面的空氣溫度差比陸地表面與其上面的空氣溫差小,又沒有復(fù)雜地形對氣流的影響,作用在風(fēng)電機(jī)組上的疲勞載荷減少,可延長使用壽命,所以使用較低的風(fēng)塔比較合算。
4.海上基礎(chǔ)類型
  (1)常用的混凝土基礎(chǔ)
    丹麥的第一個引航工程采用混凝土引力沉箱基礎(chǔ)。顧名思義,引力基礎(chǔ)主要依靠地球引力使渦輪機(jī)保持在垂直的位置。
Vindeby和Tunoe Knob海上風(fēng)電場基礎(chǔ)就采用了這種傳統(tǒng)技術(shù)。在這兩個風(fēng)場附近的碼頭用鋼筋混凝土將沉箱基礎(chǔ)建起來,然后使其漂到安裝位置,并用沙礫裝滿以獲得必要的重量,繼而將其沉人海底,這個原理更像傳統(tǒng)的橋梁建筑。
兩個風(fēng)場的基礎(chǔ)呈圓錐形,可以起到攔截海上浮冰的作用。這項工作很有必要,因為在寒冷的冬天,在波羅的海和卡特加特海峽可以一覽無遺地看到堅硬的冰塊。
在混凝土基礎(chǔ)技術(shù)中,整個基礎(chǔ)的投資大約與水深的平方成比例。Vindeby和Tunoe Knob的水深變化范圍在2.5~7.5米之間,說明每個混凝土基礎(chǔ)的平均重量為1050噸。根據(jù)這個二次方規(guī)則,在水深10米以上的這些混凝土平臺,因受其重量和投資的限制,混凝土基礎(chǔ)往往被禁止采用。因此,為了突破這種投資障礙,有必要發(fā)展新的技術(shù)。
  (2)重力+鋼筋基礎(chǔ)

    現(xiàn)有的大多數(shù)海上風(fēng)電場采用重力基礎(chǔ),新技術(shù)提供了一種類似于鋼筋混凝土重力沉箱的方法。該方法用圓柱鋼管取代鋼筋混凝土,將其嵌入到海床的扁鋼箱里。
  (3))單樁基礎(chǔ)
    單樁是一種簡單的結(jié)構(gòu),由一個直徑在3.5米到4.5米之間的鋼樁構(gòu)成。鋼樁安裝在海床下10米到20米的地方,其深度由海床地面的類型決定。單樁基礎(chǔ)有力地將風(fēng)塔伸到水下及海床內(nèi)。這種基礎(chǔ)一個重要的優(yōu)點是不需整理海床。但是,它需要重型打樁設(shè)備,而且對于海床內(nèi)有很多大漂石的位置采用這種基礎(chǔ)類型不太適合。如果在打樁過程中遇到一塊大漂石,一般可能在石頭上鉆孔,然后用爆破物將之炸開,繼而打成小石頭。
  (4)三腳架基礎(chǔ)
    三腳架基礎(chǔ)吸取了石油工業(yè)中的一些經(jīng)驗,采用了重量輕價格合算的三腳鋼套管。
風(fēng)塔下面的鋼樁分布著一些鋼架,這些框架分掉了塔架對于三個鋼樁的壓力。由于土壤條件和冰凍負(fù)荷,這三個鋼樁被埋置于海床下10~20米的地方。
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