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7種國內(nèi)外海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)現(xiàn)狀

2015-11-10 來源:計鵬新能源 瀏覽數(shù):708

國內(nèi)風(fēng)能從剛開始起步時的補(bǔ)充能源,變成現(xiàn)在的替代能源,是中國發(fā)展最快的綠色能源。在我國陸地風(fēng)電場建設(shè)快速發(fā)展的近些年,人們已經(jīng)注意到陸地風(fēng)能利用所受到的一些限制,將目光逐漸轉(zhuǎn)向了風(fēng)速大、風(fēng)向較穩(wěn)定的海上風(fēng)能。早在1990年,第一座海上風(fēng)機(jī)在瑞典Baltic Sea海岸架設(shè)成功,人們已經(jīng)看到了海上風(fēng)電的巨大潛力。

  國內(nèi)風(fēng)能從剛開始起步時的補(bǔ)充能源,變成現(xiàn)在的替代能源,是中國發(fā)展最快的綠色能源。在我國陸地風(fēng)電場建設(shè)快速發(fā)展的近些年,人們已經(jīng)注意到陸地風(fēng)能利用所受到的一些限制,將目光逐漸轉(zhuǎn)向了風(fēng)速大、風(fēng)向較穩(wěn)定的海上風(fēng)能。早在1990年,第一座海上風(fēng)機(jī)在瑞典Baltic Sea海岸架設(shè)成功,人們已經(jīng)看到了海上風(fēng)電的巨大潛力。2006年我國頒布的《中華人民共和國可再生能源法》成為了推動我國海上風(fēng)能利用的催化劑。根據(jù)國內(nèi)外已經(jīng)建成的海上風(fēng)電場投資比例及一些研究成果,風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)約占風(fēng)電場總成本的20%-30%,是造成海上風(fēng)電成本較高的原因之一,因此探討合理的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式成為了海上風(fēng)電發(fā)展的重點。經(jīng)過了二十多年的發(fā)展,目前國內(nèi)外都有哪些海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型式呢?現(xiàn)在就由小編來簡單地介紹下國內(nèi)外海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的現(xiàn)狀。
  1、重力式基礎(chǔ)
  重力式基礎(chǔ)主要依靠自重使風(fēng)機(jī)垂直矗立在海面上,一般為鋼筋混凝土沉箱結(jié)構(gòu),其承載力小、制造工藝簡單,適合堅硬的黏土、砂土及巖土地基,且地基須有足夠的承載力支撐基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)自重、使用荷載及環(huán)境荷載等,應(yīng)用于0~10m的水域。
  世界上早期的海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)均采用重力式,主要有丹麥的Vindeby(1991)、Tuno Knob(1995)、Middelgrunden(2001)、Nysted(2004)、Sprogo(2009),瑞典的Lillgrund Oresund(2008),比利時的Thornton Bank(2009)、Belwind(2011)。目前國內(nèi)外很少再采用此種基礎(chǔ)建設(shè)方式。
  2、單樁基礎(chǔ)
  單樁基礎(chǔ)即單根鋼管樁基礎(chǔ)是由一個直徑在3~5m之間的鋼管樁構(gòu)成,適用于小于25m的水域,其結(jié)構(gòu)特點是自重輕、構(gòu)造簡單、受力明確。對于軟土地基可采用錘擊沉樁法;對于巖石地基可采用鉆孔的方法,也可在巖石地基內(nèi)形成大直徑鉆孔灌注樁。由于該基礎(chǔ)生產(chǎn)工藝簡單,施工成本低,施工過程易控制,施工單位經(jīng)驗較豐富等優(yōu)點,目前成為了海上風(fēng)機(jī)的主流基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),但這不意味著單樁基礎(chǔ)是海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的成熟產(chǎn)品,在國外海上風(fēng)電場已經(jīng)出現(xiàn)了單樁傾斜的案例。
  目前此種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外風(fēng)電場應(yīng)用很廣泛,如英國的Blyth(2000)、North Hoyle(2003)、Scroby Sands(2004)、Kentish Flats(2005)、Barrow(2006)、Rhyl Flats(2009)、Robin Rigg(2009)、Thanet(2011)、Sheringham Shoal(2012),瑞典的Bockstigen(1997)、Yttre Stengrunden(2001)、Utgrunden(2002),丹麥的Samsoe(2002)、Butendiek(2006)、Homs Rev(2009),愛爾蘭的Arklow Bank(2003),荷蘭的Lely(1994)、WP Q7(2005)、Egmond aan Zee(2007),中國的金風(fēng)科技2.5MW機(jī)組潮間帶響水項目風(fēng)電場。
  3、三腳架式基礎(chǔ)
  用三根中等直徑的鋼管樁定位于海底,埋置于海床下10~20m的地方,三根樁成等邊三角形均勻布設(shè),樁頂通過鋼套管支撐上部三腳桁架結(jié)構(gòu),構(gòu)成組合式基礎(chǔ)。三腳桁架為預(yù)制構(gòu)件,承受上部塔架荷載,并將應(yīng)力與力矩傳遞于三根鋼樁。該基礎(chǔ)自重較輕,整個結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好,適用于15~30m的水域。
  國內(nèi)外也有一些項目采用三腳架式基礎(chǔ),如德國的Alpha Ventus(2010)中Multibrid公司的6臺,瑞典的Nogersund(1990),中國的金風(fēng)科技潮間帶2.5MW試驗機(jī)組如東項目。

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