海上风力发电机参考文档

2、多桩基础 （1）普通多桩基础 （2）三脚桩基础
（1）普通多桩基础
普通多桩基础,根据实 际的地质条件和施工 难易程度还可以做成5 根桩, 外围桩一般做成 一定角度的倾斜。这 种基础与单桩基础 没 有本质上的区别,其适 用范围、优缺点和单 桩基础都相差无几。
（2）三脚桩基础
三脚桩基础,采用标准的三腿 支撑结构,由中心柱、三根插 入海床一定深度的圆柱钢管 和斜撑结构构成,钢管桩通过 特殊灌浆或桩模与上部结构 相连,其中心柱提供风机塔架 的基本支撑。这种基础由单 塔架结构简化演变而来,同时 增强了周围结构的刚度和强 度。
二、海上风力发电的优点
近几年,海上风能资源丰富的其他国家,海上风电出 现了井喷式的发展,我国目前也有数个在建和在批 的海上风电项目。海上风电能够发展如此迅速,自 有其优势所在,与常规能源相比：
（1）节约资源,防止环境污染。首先,风力发电几 乎没有任何大气污染物的排放;其次,海上风力发电 不占用任何土地资源;再则,风力发电机组在其有效 服役期内所发的电量,大约是制造设备、风电场的 建设、运营维护以及最后淘汰整个过程所耗能源 的80倍以上,而一般的火电厂所发电量只有其完成 发电全过程所耗能源的4倍左右。
（3）高产出。海上风电场允许单机容量更大 的风机,高者可达5MW～10MW,由于对噪音要求 较低,通过更高的转动速度及电压,可获取更高 的能量产出
三、海上风力发电机组三个主要部分
（1）塔头（风轮和机舱） （2）塔架 （3）基础（水下结构与地基）
四、海上风力发电基础的形式
1、单桩基础 2、多桩基础 （1）普通多桩基础 （2）三脚桩基础 3、重力式基础 4、吸力式基础 5、悬浮式基础
1、单桩基础
单桩基础是最简单的基础结构,由 焊接钢管组成,桩和塔架之间的连 接可以是焊接连接,也可以是套管 连接,通过侧面土壤的压力来传递 风机荷载。桩的直径根据负荷的 大小而定,一般在3～5m左右,壁厚 约为桩直径的1%。插入海床的的 深度与土壤的强度有关,可由液压 锤或振动锤贯入海床,或者在海床 上钻孔,二者在桩的直径的选择上 有一些区别,撞击入海床的方法,桩 的直径要小一些,海床上钻孔的方 法,桩的直径可以大一些,壁厚可适 当减小。
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适用情况:水深小于30m且海床较为坚硬的 水域,在浅水域中尤其适用,更能体现其经 济价值。
优点在于:制造简单,无需做任何海床准备。 缺点在于:受海底地质条件和水深的约束较 大,水太深 易出现弯曲现象;再则,安装时需 要专用的设备(如钻孔设备),施工安装费用 较高;另外,对冲刷敏感,在海床与基础相接 处,需做好防冲刷防护
（2）运营成本低。风力发电所需要的能量来自 于风,除发电机组外,风力发电所需的其它辅助设 备和材料很少,除少量的运营维护费用外,风力发 电的日常费用很低。
（3）风力发电项目建设周期短、灵活性强。风 电场的建设期一般不超过两年,而建设一个火电厂, 最快也需要几年的时间,水电站与核电站的建设周 期会更长;其次,风电场的建设规模可以根据具体 情况而定,如果资金实力雄厚就可以大规模建设, 不足则可分期完成,建成一台机组,就可以运行,风 力发电所具有的灵活性大大提高了其自身的可利 用价值和竞争优势。
海上风力发电机组
一、简介
由于海上风资源丰富，不受土地使用的限制，且 海上风电具有高风速、低风切边、低湍流、高产 出等显著优点，已经逐渐成为风电发展的新领域。 我国具有很长的海岸线，邻近海域具有非常丰富 的风资源，如果能充分利用这些风能，将有助于 解决我国的能源和环境问题。我国海上风力发电 技术刚刚起步，需要借鉴欧洲的经验，开发设计 适合我国海域特点的海上风电项目，对我国的风 力发电技术及能源战略具有重大的意义。
与陆基风电相比,海上风电有如下优势:
（1）风速、低风切变。由于海水面十分光滑, 粗糙度较小,摩擦力较小。因此,风速较大,风速、 风向的变化较小,风切变(即风速随高度的变化) 也较小,这样就不需要很高的塔架,可降低风电 机组成本。
（2）低湍流。海上风湍流强度小,具有稳定的 主导风向,机组承受疲劳负荷较低,风机寿命更 长。
适用情况:应用于水深达30M 以上,且海床较为坚硬的海域。
3、重力式基础
重力基础,一般为钢筋混凝土结 构,是所有的基础类型中体积最 大、重量最大的基础,依靠自身 的重力使风机保持垂直。在制 作时,一般利用岸边的干船坞进 行预制,制作好以后,再将其漂运 至安装地点。海床预先处理平 整并铺上一层碎石。然后再将 预制好的基础放于碎石之上。 在与海平面接触的部位,为了减 小冰荷载带来的影响,可将其设 计成锥形。
适用情况:水深一般小于10m,任何地质条 件的海床。优点在于:结构简单,造价低;抗 风暴和风浪袭击性能好,其稳定性和可靠 性是所有基础中最好的。
4、吸力式基础
该基础分为单注及多注吸力式沉箱基础等。吸 力式基础通过施工手段将钢裙沉箱中的水抽出 形成吸力。想比前面介绍的单桩基础，该基础 利用负压方法进行，可大大节省钢材用量和海 上施工时间，具有较良好的应用前景。
五、对基础选型的影响
1、水深 2、土壤和海床的条件 3、外部载荷 4、施工方法和条件 5、成本
六、风力发电机组的发展
我国面临着严重的电力缺口,资源的日益 枯竭使得我国已不太可能大规模的发展 常规电力(火电),我国有着10亿kW风能储 量,海上风能的优势以及日趋成熟的开发 技术使得我国海上风电将会出现大规模 的开发。
5、悬浮式基础
它是漂浮在海面上的盒式箱体,风电设备的支撑塔 柱固定在盒式箱体上。在水深大于50m时,采用其 它形式的基础形式不经济时,就考虑浮体结构,浮体 根据锚固系统的不同而采取不同的形状,一般为矩 形、三角形或圆形。目前,还没有海上风电场应用 这种基础,但待浅海海域开发完毕,风电场向深海发 展的时候,浮体支撑必然有其广阔的应用前景。