海上风力发电机
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5
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。
8
1、单桩基础
ห้องสมุดไป่ตู้
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
海上风力发电机组
1
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。
2
3
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4 左右。
19
20
（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
6
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）
7
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
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。
9
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。
10
2、多桩基础 （1）普通多桩基础 （2）三脚桩基础
11
（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。
12
（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。
17
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
18
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。
16
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。
适用情况:应用于水深达30M 以上,且海床较为坚硬的海域。
13
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。
14
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。
15
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。
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。
8
1、单桩基础
ห้องสมุดไป่ตู้
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
海上风力发电机组
1
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。
2
3
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4 左右。
19
20
（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
6
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）
7
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
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。
9
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。
10
2、多桩基础 （1）普通多桩基础 （2）三脚桩基础
11
（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。
12
（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。
17
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
18
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。
16
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。
适用情况:应用于水深达30M 以上,且海床较为坚硬的海域。
13
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。
14
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。
15
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。