第二章 海上风电场的选址

第二章海上风电场的选址

2.1 概述

近海风电场一般都是在水深10~20m、距岸线10~15km左右的近海，从空间上看，地域大，选址余地大。实际上海上风电场的建设受到诸多因素的影响和制约。按制约因素的性质可为以下几方面：

硬性制约（比如军事区、航道等）、软性制约（如：渔民的利益、规划上的冲突）、技术制约（如：风资源、海床条件、不利因素等）、环境制约（如：生态因素、噪声等）、经济制约。

根据各国的海上风电场经验，综合各种影响因素，得出风电场选址的几项基本原则：

（1）考虑风资源的类型、频率和周期

（2）考虑海床的地质结构、海底深度和最高波浪级别

（3）考虑地震类型及活跃程度及雷电等其它天气情况

（4）考虑城市海洋功能区的规划要求

（5）场址规划与城市建设规划、岸线和滩涂开发利用规划相协调

（6）符合环境和生态保护的要求，尽量减少对鸟类、渔业的影响。

（7）避开航道，尽量减少对船舶航行及紧急避风的影响。

（8）避开通信、电力和油气等海底管线的保护范围。

（9）尽量避开军事设施及周围

（10）考虑基础施工条件和施工设备要求及经济性，场址区域水深一般控制在5~15m。

2.2 选址考虑的各种因素

2.2.1 风资源因素

1. 风资源：风资源是风电场选址的首要因素，一个良好的风资源是必备条

200W/m2 。我国最佳风资源区在台湾海峡，平均风速达到8m/s以上，功率密度达到700w/m2 ，其次就是广东、再次就是上海江浙一带，然后就是山东、河北等地。

在从风资源方面选址上，首先要从宏观上确定区域，然后再进行区域风资源

测试评估。

2. 风资源上的不利因素：台风

海上风电场在风资源上的不利因素首先就是台风，强台风不仅仅损害叶片、机舱，还包括结构部件，如塔筒和基础，对发电设备影响很大。

台风机倒了20台，整个风场几乎报废。”如果没有科学、扎实的研究，海上风场

将难以避免苍南的灾难。“目前运营的国产风机质量问题，可能在未来两到三年后集中爆发。”

2.2.2 海床的地质结构、海底深度和最高波浪级别

1. 海上风电风塔基础是造成海上风电成本的重要因素之一，选择地质条件好的海域建设风电场不仅利于施工，而且还能减少成本，并防治地质灾害。因此，海上风电场对地址条件的要求非常严格。在环境评估中要对所选海域进行地质勘探，且要布点合理，以全面掌握场址海床的地质构造情况。

海底表层沉积物有有机的、无机的，无机的有细沙、泥沙、岩石碎裂的固体碎片等多种情况。一般而言，细沙覆盖的海床条件比颗粒较大的沉积物的海床更适合风电场的建设。

2.海底深度（水深）

水深也是影响项目总成本的重要因素之一，原因如下：

1）发电机组基础，标准单桩基础在深水及松软的地质条件下不适合，需要更复杂的基础方案。

2）施工安装，过深的水给施工带来难度。超过40m的水深，千斤顶驳船就不能胜任了，需要锚式起重船，但它受海况条件影响比较大。

3）海底电缆的铺设

一般在5~30m的范围内（10-20m）。

水深和离岸距离

根据欧洲海域已建成或规划中的海上风电项目水深、离岸距离和装机容量的信息统计得知：

欧洲海上风电场开发趋于更大、更深、离岸更远。

基于现在的风电技术和资金结构，40m是海上风电开发现实可行的最大水深。欧洲海域至今建设的海上风电场最深的是Beatrice 商业示范项目，大约位于40m水深范围。

极少数风电场在不到5m的水深处建造。

大多数海上风电场项目离岸小于50km。

德国第一个海上风电试验项目——12台机组总计60兆瓦的Alpha Ventus——从1999年正式立项，到2010年4月才得以并网发电，历时近12载，比原定计划晚了一年半。

为了保护海岸线和近海潮汐，以及不影响进港航道，德国联邦海洋和水道测量局要求海上风电场建在远离陆地的地方。德国的公众也不愿意看到海上风机出现在近海的自然景观里，认为是一种破坏。妥协的结果是，Alpha Ventus选址在了北海离岸45公里远的地方，水深达30米。

根据德国海上风电官方网站提供的信息，其他申请的项目也多在离岸30公里之外，水深在20米至35米之间。而英国、丹麦等国家的海上风电场离岸要近得多，那里的公众也不介意大型风机出现在视线里。

3.海浪：波浪包含大量的动能和压力，对结构产生较大的重复荷载，对结构的寿命和动态行为有严重的影响。

1）增加发电机组基础和结构的水平荷载

2）在风电场运行期间影响安全进入或工作，增加了运营成本。

3）大浪妨碍建设施工，增加施工成本。

海浪：渤、黄、东、南海的波高以南海最大，东海次之，渤、黄海较小。

年均波高南海为1.5 米，东海及南黄海为1.0～1.5 米，渤海、北黄海和北部湾仅0.5～1.0 米。年中波高以冬季最大，大浪（波高2 米以上）频率都在20％以上。从济州岛经中国台湾以东海面至东沙、南沙群岛的连线为大浪带，大浪频率在40％以上，中心区可达50％。据现有记录，南海、东海的最大波高为10 米多，南黄海为8.5 米。

波高最小的季节，黄海出现于夏季，东海和南海出现于春季。

4.潮汐流

潮汐流造成的水平荷载、泥沙的冲刷对海上风电场的建造、运营和维护构成了严重的挑战。其影响在于

●增加水平荷载

●增加冲刷，对基础的侵蚀加大

●使安装、维修更具挑战性，增加了施工维护的成本

潮汐流的侵蚀能力与流速的立方成正比。

中国海域潮汐流对海上风力发电场开放最具挑战性的地方位于浙江北部和

位于低水位和高水位之间的基础部分遭受的腐蚀最严重，且容易生成生物淤泥。

潮差大也给施工、维护带来不便。

潮汐范围重要性

0~4m 很小或者没有问题

4~8m 一些小的挑战

>8m 适度工作挑战

中国苏、浙、闽沿岸，一般为4～5 米，但钱塘江口的涌潮，历史上最大潮