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张力腿式(TLP)基础
张力腿式基础是一种垂直系泊的顺应式漂浮式基础结构。通常张力腿式基础由悬浮的矩形水平浮筒和圆柱体结构组成,通过刚度较大的张力腿直接连接至海底锚固结构。由于预张紧的锚泊系统作用,使得张力腿式基础的运动近乎刚性运动,保证了非常好的稳定性。
从理论上说,张力腿式基础所承受锚泊系统的预张紧力越大,越能够实现平台的平稳。但在设计基础时,要综合考虑各种规范和工程需求,来实现对预张紧力的确定。同时,由于高频振动对漂浮式风电机组的性能影响比较大,在基础设计时,要避开环境中与漂浮式基础重合的固有周期。
适用条件:张力腿式基础设计及施工工艺成熟,适用于对风电机组运动性能要求较低的工程。
优点:风电机组适应性好、结构自重轻。
缺点:筋腱承受载荷较大,张力系泊系统安装工艺复杂、费用高。
代表工程:PelaStar(由Glosten公司开发)、Blue H TLP(由Blue H Group 公司开发)、Eco TLP(由DBD Systems 公司开发)、GICON- SOF(由GICON 公司开发)等。
立柱式(Spar)基础
立柱式基础主体是一个大型的圆柱,其作用是支撑塔架和机舱以及系泊缆绳的重量,通过底部压载使得漂浮式基础的浮心高于重心,进而提高漂浮式平台的平稳性。漂浮式基础底部包括定压载舱和临时浮舱两部分。其中,定压载舱提供漂浮式基础较大一部分压载,产生较大的复原力臂以及惯性阻力,达到减小平台横摇和纵摇运动的目的,保证平台的稳定。临时浮舱的作用是在浮体结构运达至指定海域后,将压载水注入临时浮舱,从而使漂浮式基础自行扶正竖立。
通常情况下,立柱式基础的吃水深度要大于等于轮毂和海平面之间的平均距离,才能达到稳定性要求。立柱式基础的锚泊定位系统通常采用张紧式或悬链式的钢缆或合成纤维等。
适用条件:水深较深的海域。
优点:结构简单、垂向波浪激励力小、稳定性优异。
缺点:立柱长度过大导致制造、安装及运维难度大。
代表工程:Hywind(由Statoil 公司开发)、Sway(由Sway 公司开发)、Advanced Spar(由Japan Marine United 公司开发)等。
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