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漂浮式风电基础平台演进

北极星风力发电网  来源:《风能》  作者:张雪伟  2019/10/21 10:13:20  我要投稿  

北极星风力发电网讯:海上风电从近海走向远海、从浅海走向深海,已经是不可逆转的发展趋势,漂浮式海上风电必将在未来海上风电发展中扮演重要角色。海上风电基础也随之演进,漂浮式基础平台近年来越来越受到业界的关注。

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2017 年,全球第一座漂浮式海上风电场Hywind 在苏格兰东海岸正式投产运行,这也是单柱式漂浮基础的成功应用。与此同时,不同形式的漂浮式基础平台创新不断涌现,包括半潜式、张力腿式、驳船式。其中单柱式、半潜式漂浮式基础技术最为成熟,应用最为广泛。典型的半潜式海上风电基础技术Windfloat 采用三浮体浮动稳性原理,已在Windfloat Atlantic 海上风电项目上应用。该项目位于葡萄牙北部海域,安装3 台V164-8.0机组。

Dounreay Trì 海上风电项目位于苏格兰北部海域,采用了较为特别的Hexicon 的双机组半潜式基础,安装两台5MW 机组。该平台会随着风向调整角度,避免同一平台上的机组互相受尾流影响、影响发电量。1 基础+2 机组的组合有很多优势,不仅能够降低单位兆瓦的风机基础投资、减少场内电缆的量,而且运输与安装更方便。张力腿式海上风电基础因存在一定技术挑战,应用还较少。法国地中海海域的Provence Grand Large 试验风电场采用了张力腿技术,安装3 台西门子—歌美飒SWT-8.0-154 风电机组,预计将于2020 年投入使用。驳船式平台为方形,其结构材料是钢筋混凝土,不仅造价低,维护保养要求低,并且使用寿命长。

爱尔兰的Gaelectric 海上风电项目采用的即为驳船式海上风电基础,装机容量30MW,预计2021 年投产。丹麦Stiesdal A/S 公司开发的Tetraspar 基础,则结合了单柱式、半潜式、张力腿式三种漂浮式基础的优点。其结构简单、波浪荷载较小、锚系结构简单、适用水深范围大(100 米至1000 多米),最大的优势是真正实现了工业化,所有的部件都可以在工厂预制,并且通过陆路运到港口完成组装,这种方式带来了成本的大幅下降。据该公司CEO Henrik Stiesdal 介绍,“2020 年春天,我们将在环境极其恶劣的北海北部建设第一个TetraSpar 示范项目,位置靠近2009 年吊装的世界第一台漂浮式海上风电机组。示范项目采用一台3.6MW的西门子—歌美飒机组,由两大能源企业壳牌和Innogy投资。2020 年晚些时候,我们打算安装两台以上8MW级的示范基础。”当前,大多数漂浮式海上风电基础技术仍处于概念设计、实验室研发、样机试验阶段,技术可靠性和经济可行性有待检验,但这丝毫不影响业内对漂浮式海上风电的呼声。Stiesdal 认为,“漂浮式海上风电是最具潜力的可再生能源技术。”除了英国、法国、丹麦、荷兰等欧洲国家之外,美国和日本也在积极进军漂浮式海上风电领域。我国前期海上风电规划主要位于水深小于50m 的区域内,未来随着海上风电发展的进深,也必然需要在漂浮式海上风电基础平台创新方面发力。


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