與陸上風(fēng)電場相比,海上風(fēng)電具有以下優(yōu)點
☆ 風(fēng)能資源儲量大、環(huán)境污染小、不占用耕地;
☆低風(fēng)切變,低湍流強度——較低的疲勞載荷;
☆高產(chǎn)出:海上風(fēng)電場對噪音要求較低,可通過增加轉(zhuǎn)動速度及電壓來提高電能產(chǎn)出;
☆海上風(fēng)電場允許單機容量更大的風(fēng)機,高者可達(dá)5mw—10mw。
海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)的形式
目前經(jīng)常被討論的基礎(chǔ)形式主要涵蓋參考海洋平臺的固定式基礎(chǔ),和處于概念階段的漂浮式基礎(chǔ),具體包括:
單樁基礎(chǔ):這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尤其適用于20~25m的中淺水域,目前通常采用的直徑為4m,未來可能將達(dá)到5~6m。此方案的最大的優(yōu)點在于它的簡易性——利用打樁、鉆孔或噴沖的方法將樁基安裝在海底泥面以下一定的深度,通過調(diào)整片或護(hù)套來補償打樁過程中的微小傾斜以保證基礎(chǔ)的平正。而它的弊端在于海床較為堅硬時,鉆孔的成本較高。
浮置式基礎(chǔ):浮置式基礎(chǔ)適用于50~100m的水深,其成本較低,而且能夠擴展現(xiàn)有海上風(fēng)電場的范圍。但是,由于其不穩(wěn)定,意味著僅能應(yīng)用于海浪較低的情況。此外,齒輪箱和發(fā)電機這些旋轉(zhuǎn)機械長期工作在加速度較大的環(huán)境下,從而潛在的增大了風(fēng)險并降低了使用壽命。
三腿或多腿固定式基礎(chǔ):此方案適用于水深超過30m的條件。較單樁固定式更為堅固和多用,但其成本較高,移動性也不好。與單樁固定式一樣,不適宜較軟的海床。
混凝土重力固定式基礎(chǔ) :這是海上風(fēng)電場采用的第一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),它主要是靠體積龐大的混凝土塊的重力來固定風(fēng)機的位置。這種方案使用方便,而且適用于各種海床土質(zhì),但是由于它重量大,搬運的費用較高。
鋼制重力固定式基礎(chǔ) :與混凝土重力固定式一樣,它也是靠自身重力固定風(fēng)機位置的,但鋼制的重量僅有80~110噸,從而使安裝和運輸更為簡單。當(dāng)把鋼制基座固定之后,向其內(nèi)部填充重礦石以增加重量(一般為1000噸左右)。雖然此方案也適用于所有海床土質(zhì),但其抗腐蝕性較差,需要長期保護(hù)。
桶式基礎(chǔ):這種基礎(chǔ)是將其放置在海床上之后,抽空內(nèi)部的海水,靠周圍海水所產(chǎn)生壓力將其固定在海床上。此種基礎(chǔ)大大節(jié)省了鋼材用量和海上施工時間,降低了生產(chǎn)、運輸和安裝成本,同時拆除基礎(chǔ)也很方便。