近海海洋风电地基基础的现状介绍
海上风电基础结构研究现状及发展趋势

第2期黄维平,等:海上风电基础结构研究现状及发展趋势131l海上风电基础结构研究1.1设计荷载研究作用在海上风电机组基础结构上的荷载包括风轮机运转荷载(见图1)和海洋环境荷载。
风轮机运转荷载是由风和风机叶片相互作用产生的,Rune等人心]采用气动弹性方法计算作用在叶片、风轮机及水面上结构的空气动力荷载,采用非线性弹簧和阻尼器模拟桩一土相互作用,研究了单桩结构在风浪作用下的动力耦合响应问题。
研究表明,基础结构的性质对海上风电机组结构系统的动力特性有较大的影响,因此,基础结构模型作为系统气动弹性模型的一部分是非常重要的。
它不仅影响基础结构的设计荷载,而且影响系统其它组成部分的设计荷载。
极端响应是海上风电机组基础结构设计的一个重要变量,它图1风轮机荷载示意Fig.1Loadof诵ndturbine包括叶片的拍向弯矩和基础结构的倾覆力矩。
文献[3]采用现场测量数据对极端响应分布的统计不确定性进行了贝叶斯分析,结果表明,极端响应的概率分布符合韦伯分布。
海上风电机组基础结构与海洋平台的结构形式有较大区别,且水深较浅。
因此,波浪荷载的计算多采用非线性波模型。
Liang等人[4]研究了非线性波与海上风电机组基础结构相互作用的数值模拟问题,提出了一个新的模拟非线性波与任意截面形状直立结构相互作用的数值方法。
该方法的主要优点是不需要特殊的算法来模拟破碎波。
Henderson等人[5]采用线性和非线性波浪模型研究了波浪运动模型、波浪荷载模型和结构模型对确定海上风电机组基础结构流体动力荷载的影响。
研究表明,采用线性波模型计算海上风电机组基础结构流体动力荷载是不安全的,应该采用非线性波模型。
文献[6]的研究表明,结构的最大流体动力荷载出现在强非线性非破碎波条件下。
随着海上风电技术的不断进步,风机规格越来越大,水深越来越深,使得传统固定式基础结构的一阶固有频率降至0.25~0.35Hz之间。
而一些海浪谱,如瑞典Bockstigen海上风电场测量的海浪谱,其第二个谱峰频率约为0.3Hz,可能引起共振。
国内海上风电发展现状及趋势-概述说明以及解释

国内海上风电发展现状及趋势-概述说明以及解释1.引言1.1 概述海上风电是指在海洋上利用海风发电的一种可再生能源形式,近年来在全球范围内得到了快速发展。
作为绿色能源的一种,海上风电具有环保、高效、可持续的特点,被广泛认为是未来能源领域的重要发展方向。
在国内,海上风电发展也取得了显著的成就。
经过多年的发展和探索,我国已成为全球最大的海上风电市场之一。
截至目前,我国海上风电装机容量已经超过了XXGW,遥遥领先于其他国家。
海上风电项目的规模和数量也在不断增加,海上风电已经成为我国新能源领域的一颗新的璀璨明珠。
然而,我国海上风电发展仍面临一些挑战和问题。
一是技术和成本方面的挑战,包括风机设计、基础设施建设和维护等方面的问题;二是政策和市场环境的不完善,包括政策扶持力度不足、管理和监管机制不完善等问题;三是与海洋生态环境的冲突和影响问题,包括对渔业资源的影响、环境保护等问题。
针对这些问题,未来国内海上风电发展仍面临一些挑战和压力。
但同时也有一系列的发展趋势和机遇。
首先,我国政府加大了对海上风电产业的支持力度,出台了一系列的政策和措施,为海上风电的发展提供了更好的政策环境和市场机制。
其次,技术的创新和突破将进一步降低海上风电的成本,提升其竞争力。
此外,随着科技水平的不断提升,海上风电的装机容量将继续增加,海上风电将成为国内能源结构的重要组成部分。
综上所述,国内海上风电发展正处于快速增长的阶段,取得了一系列的成就和进展。
未来随着政策和技术的不断完善,以及市场的进一步开放,国内海上风电发展前景将更加广阔。
同时,我们也需要进一步关注环境保护和生态平衡问题,合理规划和管理海上风电项目,实现海上风电行业的可持续发展。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将主要围绕国内海上风电的发展现状和趋势展开讨论,并深入分析影响国内海上风电发展的重要因素。
文章分为引言、正文和结论三个部分,具体结构如下:1. 引言部分1.1 概述:介绍海上风电作为清洁能源的重要组成部分,具有的优势以及国内海上风电产业的重要性和发展态势。
2024年海上风电基础市场发展现状

海上风电基础市场发展现状引言近年来,随着可再生能源的快速发展,海上风电成为国内外能源领域的一个重要发展方向。
海上风电的建设不仅能够满足人们对能源的需求,还能够减少化石能源的使用,有效降低碳排放量。
海上风电基础是海上风电项目的重要组成部分,对于项目的稳定性和持续发电能力起着至关重要的作用。
本文将对海上风电基础市场发展现状进行介绍。
1. 国内海上风电基础市场现状目前,我国海上风电基础市场发展迅速,已经取得了一系列重要进展。
首先,我国政府出台了一系列鼓励海上风电基础建设的政策,包括财政支持、税收优惠和土地使用等方面的政策支持。
这些政策的推动下,我国海上风电基础建设规模和技术水平不断提高。
其次,我国海上风电基础建设企业竞争激烈,技术进步迅速。
大型的国有企业和民营企业纷纷进入海上风电基础市场,提供了更多的选择和竞争,推动了市场的发展。
2. 国际海上风电基础市场现状与国内相比,国际海上风电基础市场的发展相对成熟。
各国政府和企业已经积累了丰富的经验和技术,推动了市场的快速发展。
欧洲地区是海上风电基础市场最为发达的地区之一。
在德国、英国、荷兰等国,海上风电基础建设规模巨大,技术水平先进。
此外,亚洲地区的韩国、日本等国家也在海上风电基础市场方面取得了一定的进展。
3. 海上风电基础市场发展面临的挑战尽管海上风电基础市场已取得了一定的发展成果,但仍面临一些挑战。
首先,海上风电基础的建设成本较高,需要大量的投资。
其次,海上风电基础建设对于设计和施工技术的要求较高,需要具备丰富的经验和技术实力。
此外,海上风电基础建设还受到海洋环境和气候条件等因素的影响,对材料和设备的要求较高。
4. 海上风电基础市场发展前景随着海上风电的迅速发展,海上风电基础市场的前景向好。
一方面,国内外政府纷纷加大对可再生能源的投入和支持力度,为海上风电基础市场发展提供了良好的政策环境。
另一方面,随着技术的不断进步和成本的降低,海上风电基础建设将更加高效和可行。
海上风力发电机组基础施工技术发展现状及其前景

三脚架施工工艺
• 先沉放三角架然后进行3根桩的施打(通过 导管施打基桩),导管与基桩连接在水下 进行,可采用灌注高强化学浆液或充填环 氧胶泥(一般每个桩需要配专用水下液压 卡桩器)、水下焊接等措施进行连接。
导管架基础
• 导管架基础是一钢质锥台形空间框架,以 钢管为骨棱。
导管架基础施工工艺
• 先在陆上焊接好,漂运到安装点就位 。然 后将钢桩从钢管 ,即导管中打入海底 。在导 管架固定好后,在其上安装风机塔柱即可。
吸力式基础
吸力式基础又称负压桶基础,是传统桩基和 重式基础的结合。吸力式基础一般是底部敞 开、顶部封闭的圆筒形空腔结构。
吸力式施工工艺
• 圆筒在陆上制作好以后,将其移于水中,向倒 扣放置的筒体充气,将其气浮漂运到就位地 点。然后在自重作用下将基础部分沉入海 床,桶内水体与海床形成封闭水体,然后 抽出基础空腔内水体,从而在基础内产生 负压,在负压和自重共同作用下,吸力基 础继续沉入海床的预定位置。
浮式基础
未来的海上风电场发展趋势也将是“由浅 到深,由固定式基础向漂浮式基础”。 为了 克服固定式基础受水深限制的缺点,国内外 开始研究浮式风电基础。目前,有多种海上 风电浮式基础处于开发阶段,主要包括三大 类: • Spar 型 • TLP型 • 半潜式
浮式基础施工工艺
• 浮式结构作为安装风力机的基础平台,可 直接通过托运抵达预定的地点,再用锚泊 系统锚定于海床。
• 目前,海上风电场的总投资中,风电机组 占51%、基础结构占16%、电器系统占 19%、其他14%。 • 所以,风电机组的基础结构被认为是造成 海上风电成本较高的因素之一。
海上风力发电机组基础
海上风电基础结构是在海上采油平台的 基础上发展而来的。分为以下几类: • 重力式基础 • 单桩基础 • 多桩承台基础 • 三脚架基础 • 导管架基础 • 吸力式基础 • 浮式基础
海上漂浮式风电基础的发展现状和趋势

海上漂浮式风电基础的发展现状和趋势全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:海上浮式风电基础是一种新型的风电基础形式,具有灵活性高、安装便捷等优势,近年来得到了越来越多的关注和投资。
本文将分析当前海上浮式风电基础的发展现状和未来趋势。
一、发展现状1. 技术成熟度提高随着技术的不断进步和研发投入的增加,海上浮式风电基础的技术成熟度逐渐提高。
目前,一些海上风电项目已经采用了浮式基础,并取得了不错的效果。
2. 项目规模逐渐扩大随着海上浮式风电基础技术的不断完善,项目规模也在逐渐扩大。
一些大型风电开发商纷纷投入海上浮式风电项目,推动了全球浮式风电的发展。
3. 政策支持力度加大为了推动清洁能源发展,各国政府纷纷加大对海上浮式风电项目的支持力度。
欧洲多国已经出台了针对海上风电的支持政策,促进了浮式风电的发展。
二、发展趋势1. 技术不断创新未来,海上浮式风电基础将会不断进行技术创新,提升风电机组的效率和稳定性。
随着新材料的应用和智能化技术的发展,浮式风电基础将会更加可靠和高效。
3. 区域多元化发展未来,海上浮式风电基础将面向更多的区域进行发展。
除了传统的海洋地区,陆上水域和淡水水域也将成为浮式风电的新兴市场,为风电产业带来新的发展机遇。
海上浮式风电基础是风电行业的未来发展趋势之一,具有巨大的市场潜力和发展空间。
随着技术的不断进步和政策的支持,相信浮式风电将在未来得到更好的发展。
第二篇示例:我们不得不承认,目前海上飘浮式风电基础技术相对于传统的固定式基础技术还处于发展的初级阶段。
随着技术的不断成熟和发展,人们对于海上飘浮式风电基础技术的潜力也有了更大的认识。
相比较于传统的固定式基础技术,海上飘浮式风电基础技术具有以下几个优势:海上飘浮式风电基础技术可以有效解决水深较大的海域无法使用固定式基础的困扰。
由于海上飘浮式风电基础不需要在海底上固定,而是通过浮力或者吸盘等方式保持稳定,因此可以适用于更深的海域,开辟了更多的海上风电开发潜力;海上飘浮式风电基础技术在安装和维护方面更加方便和灵活。
海上风力发电机组桩基技术发展现状与趋势(综述)

多桩混凝土承台
大部分地质条件,尤 其是小于
工成熟,桩基与上部 结构连接可靠。
悬浮式
适用于水深大于
建造费用相对便宜, 承载波浪载荷较小。
目前无风机应用经验,稳 定性是否满足风机要求的 专门研究。
海上风电机组的选择
海水的深度(m) 适合的基础结构类型
0-10
重力基础
0-30
单桩基础
>20
三脚架,导管架式基础
海上风力发电机组桩基技术发展现状与趋势(综述)
面临的主要困难
第一、基础结构设计受多种影响因素制约。主要பைடு நூலகம்括:
(1)水深的影响;
(2)海底土壤和海床的影响;
(3)环境载荷的影响; (4)建设方法的影响;
(5)风机运转时的振动频率对基础结构系统所允许的频率范 响。
围影
海上风力发电机组桩基种类
单桩式
大部分地质条件,尤 其是水深小于
结构简单,对海床平 整度无要求。
安装费用较高,退役后移 除困难,岩石地基施工难 度更大。 施工费用较高,非常浅海 域(如潮间带)海域打桩 船施工困难。 海上施工费用高,承台承 受较大的风浪载荷。
三脚架 多桩式(导管式)
大部分地质条件,尤 其是
适合较深的海域,对 海床平整度要求低。
总结 海上风力发电机组的下部基础形式比较复杂,应根 据海水深度和海域地质情况选取,而上部支撑结构 以锥筒式为主,其设计要点包括基础形式比选、循 环及长期荷载影响分析。 海洋风力发电机组装机容量较大,相应支撑体系庞 大,设计结构合理的支撑体系,对风力发电机的正常 运行至关重要。浮动式支撑体系作为深海区域一 种支撑体系具有一定的合理性。
谢谢
1.重力基础式
海上风电基础结构研究现状及发展趋势

海上风电基础结构研究现状及发展趋势作者:苏凯王健倪森来源:《中国新通信》2016年第01期【摘要】本文主要将我国海上风电基础结构研究现状及发展趋势进行具体的分析,将海上风电基础结构设计研究的现状和存在的问题进行有效的结合,将海上风电基础结构设计的关键性问题进行适当的分析,将海上风电基础结构的特殊性进行具体的阐述。
以我国海上风电基础结构研究现状及发展趋势为基础,提出适合我国的基本国情的海上风电基础结构和设计,将那些海上风电的发展过程中会出现的问题尽量的避免。
【关键词】海上风电基础结构现状发展趋势风能是可再生的、无污染的、可以持续供给的绿色额能源,风力发电可以是水力发电和水力发电一样的可再生能源,风力发电的技术在我国已经很成熟,具有很强的规模化,具有很大的发展前景。
陆上风电技术和近海风电技术海上风电技术是风力发电产业的三个组成部分。
我国风力发电产业不断快速的发展,陆上风电技术其占用土地、产生噪音的问题逐渐显现出来,所以海上风电技术在中国的风能产业中将要占据极大的比重。
一、我国海上风电的关键技术1、大功率风电机组制造。
我国国内各个比较大的电机组制造商在海上风电机组的研制的步伐已经逐渐加快,特别是自东海大桥的海上风电示范项目取得很大成功之后。
我国现在的风电设备制造企业市场的集中度不断提高。
虽然我国分点基础建设不管提高,但是在我国3MW 以及更大容量的风机技术和国外的相比,还是存在着很大的差距,还得经历具体的环境和很长时间的考验。
2、基础结构。
海上风电机组的基础结构要经受海上的强风和海水的腐蚀以及海浪的冲击,所以海上风电机组要比陆上风电的基础结构要复杂,也需要很强技术。
在实际工作中,应该根据各种各样的海床条件、水深情况、风机和环境的情况进行深入的考虑和研究。
海上风电的基础结构包括单桩式、重力式、漂浮式三个部分。
二、海上风电基础结构的适用性分析海上风电产业不断发展,海上风电风电产业已经是我国主要的发展方向。
海上风电基础研究现状

用 水 深 10 25 m 软 基 础 ,其 受 力 明 确 ,技 术 成 熟 ,适用范围广
泛 ,浅 水 区 地 质 条 件 较 好 时 经 济 性 最 优 ,施 工 最 快 。 单桩基础使用较早,应 用 广 泛 ,国 内 外 相 继 开 展 了 大 量 的 理
论 分 析 、实 验 和 数 值 仿 真 等 研 究 ,并 形 成 了 相 对 成 熟 的 一 些 评 价 方法。国内外基 本 上 有 四 种 分 析 计 算 方 法 :有 限 单 元 法 、极限地 基反力法、弹性地基反力法和P — F 曲线法。P — 7 曲线法用法较
续进行了改进。 近些年国内学者主要研究了动荷载作用下海上风电单桩基
础承载特性。尤 汉 强 和 杨 敏 等 [4]对循环 荷 载 作 用 下 海 上 风 电 单 桩 基 础 模 型 进 行 了 简 化 分 析 ,研 究 了 土 体 极 限 抗 力 退 化 和 桩 土 开 脱效应对桩基承载力的影响;罗庆[5]通 过 数 值 分 析 ,并结合室内 试 验 的 方 法 ,研 究 了 循 环 荷 载 在 水 平 向 、竖 向 及双向耦合作用下 的单桩基础响应,分 析 了 循 环 频 率 和 循 环 次 数 对 桩 基 础 的 影 响 ; 杨 永 鑫 等 在 软 黏 土 中 进 行 了 水 平 静 载 和 循 环 动 载 的 加 载 试 验 ,并 以双曲线型P —F 曲线模型对水平静力与循环动载下桩身弯矩展 开 模 拟 与 比 较 ,研 究 发 现 刚 度 对 计 算 结 果 有 重 要 的 影 响 。 3 . 2 海上风电导管架基袖
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近海海洋风电地基基础的现状1.海洋风电开发形势及前景当今世界能源消耗量不断上升, 且以煤炭、石油、天然气等化石能源为主. 未来几十年内, 世界能源消耗还将持续增长. 然而, 由于化石能源可开发量日益减少, 能源需求的缺口越来越大. 并且, 化石能源的生产和消费对环境造成极大的破坏, 甚至影响到全球气候的变化. 因此, 当前全球经济发展与能源需求的矛盾日益突出, 能源危机已成为人们的共识.为应对全球气候变化,我国提出了“到2020年非化石能源占一次能源需求15%左右和单位GDP二氧化碳排放比2005 年降低40%–45%”的目标, 目前正加快推进包括水电、核电等非化石能源的发展, 并积极有序做好风电、太阳能、生物质能等可再生能源的转化利用. 然而, 2011年3月日本福岛核电站事故给全球核能发展带来了极大的冲击, 各国对核能的发展采取了非常谨慎的态度, 中国甚至一度停止了核电的审批作业.事实上, 发展可再生的环境友好型能源是解决“能源危机”、缓解“气候变化”、保持社会可持续发展的关键举措. 风电是目前最具规模化发展前景的可再生能源, 世界各国发展风能开发技术呈现争先恐后之势. 1973 年石油危机后, 美国开始研发风能资源, 这是风能发展史上的重要里程碑. 与此同时,欧洲的风能业稳步发展, 经过1990 年后的20 年, 欧洲已俨然成为全球风能业的引领者.由于土地资源有限, 大规模的陆地风电场越来越面临选址困难的问题. 而海上风能资源优于陆地,海上风的品质更加优越, 因为海面粗糙度小, 风速大, 离岸10 km的海上风速通常比沿岸陆地高约25%;海上风湍流强度小, 具有稳定的主导风向, 有利于减轻风机疲劳; 且海上风能开发不涉及土地征用、噪声扰民等问题; 另外, 海上风场往往离负荷中心近、电网容纳能力强. 因而大规模发展海上风电越来越受到高度重视, 近十年来发展迅猛, 欧洲尤其是丹麦和英国引领着全球风电的发展.2.海洋风电资源海上风能资源储量相当丰富, 以我国海域的统计数据为例, 联合国环境计划署与美国可再生能源实验室的一份联合研究报告指出, 中国海上风能资源为600 GW. 中国气象局21世纪初的统计数据表明, 我国水深小于20 m海域的风能储量达750 GW,是陆上风能资源的3 倍左右. 2009年底国家气象局发布消息称, 我国沿海水深5–25 m海域的3类风能(平均风能密度大于300 W/m2)储量达200 GW。
根据中国国家海洋局最新调整的数据, 我国海上风电可开发容量为400–500 GW.具有发展海洋风电的巨大风力资源。
3. 海上风电开发现状欧洲是全球海上风电发展的先驱, 1990 年在瑞典的Nogersund 安装了世界第一台海上风力发电机组, 1991 年丹麦建成了世界上第一个海上风电场Vindeby, 但装机只有4.95 MW. 此后, 丹麦、瑞典、荷兰和英国相继建设了一批研发性的海上风电项目.2002年总装机160 MW的Horns Rev 海上风电场在北海建成, 这是全球首个真正意义上的大型海上风电场, 此前最大的海上风电项目规模仅为40MW[6].从1991年至2009年, 欧洲建成并投入运营的海上风中, 装机容量排在前四位的均在英国, 均在300 MW以上, 最大者为Greater Gabbard, 装机504 MW; 年发电量最大的海上风电场为丹麦的Horns Rev 二期,2011 年发电9.11 亿度; 按运行以来的累积发电量计,排在前三位的均建在丹麦, Horns Rev 一期居首, 已累积发电超过52亿度.近几年, 我国加快了海上风能的发展步伐, 陆续建成了几个海上风电试验样机. 特别是, 2010年7月我国建成了第一个海上风电场——上海东海大桥100MW 海上风电示范项目, 这也是全球除欧洲以外的第一个海上风电场. 此外, 2010 年12月30日, 在江苏响水沿海滩涂建设的201 MW 风电场134 台1.5MW机组全部实现并网发电, 2012年11月23日, 龙源江苏如东150 MW海上(潮间带)示范风电场全部投产发电. 目前, 一批海上风电场正在建设中。
4. 海上风电发展趋势从全球海上风电工程建设和科学研究的情况来看, 海上风电逐步在从近岸浅水海域向远岸深水海域(水深大于50 m)发展, 与此相应, 单机装机容量逐渐增大, 风机的支撑结构由固定式向漂浮式发展.目前, 海上风机绝大部分都安装在30 m以下的浅海, 采用固定式支撑结构, 水深最大的固定式风机安装在英国Beatrice风场, 水深45 m. 一般而言, 离岸越远, 风速越大, 风况越稳定, 因而海上风电向远海发展是很自然的, 但固定式支撑结构的成本越来越高. 于是, 人们提出了漂浮式风机的概念, 认为当水深超过50 m时, 宜采用浮式支撑结构. 事实上, 早在20 世纪70 年代, 麻省理工就提出了大功率漂浮式海上风机的概念, 90年代, 美国和斯堪的纳维亚半岛国家的研究机构开始关注漂浮式海上风机概念. 2000年后, 欧洲开始了漂浮式海上风机原型机的设计. 2008年, 日本三菱重工表示, 将开发用于深海的浮式基座和相应的风机设备. 2008年, 荷兰Blue H公司在意大利海岸东南离岸17 km、水深108 m处安装了第一台漂浮式海上风机, 但装机仅80 kW. 2009年, 该公司又将另一台商业化运作的2.4 MW 原型机投入运用. 2009年6月, 第一台大型漂浮式海上风机原型机Hywind(2.3 MW)由Statoil Hydro公司和西门子公司共同设计, 安装在挪威的峡湾, 离最近的陆地90 km,风机由海面下一根100 m长的浮桶支撑, 浮筒由三根固定于海底的缆绳约束. 近年来, 人们提出了很多浮式风机支撑结构的概念, 并开展研究. 但目前除少数样机外, 还没有大型浮式风电场的建设计划.随着海上风电的发展, 单机容量逐渐增大. 1991年建成的首座海上风电场Vindeby 的单机装机容量只有450 kW. 此后, 兆瓦级风机迅速投入运用, 目前已建和在建的海上风机以 3.6 MW 居多. 近年来, 5MW 以上大容量风机的研究和应用越来越受到重视,Jonkman & Matha和Robertson & Jonkman分别研究并比较了不同形式的深水5 MW 风机系统的动力响应, 挪威科技大学甚至已经开始研究10 MW 海上风机叶片的结构设计和气动性能. 我国在东海大桥海上风电场已建成一台 5 MW样机, 在建的上海临港海上风电示范项目采用 6 MW风机.5.海上风电的结构特征海上风电系统由风机、支撑结构、地基基础三部分组成. 风机由叶片、轮毂、机舱构成,支撑结构包括: 塔筒和下部结构, 下部结构分为固定式和漂浮式两种形式.固定式结构包括:重力式、单桩、高桩承台、三脚架、导管架、吸力桶, 其中重力式、单桩和高桩承台结构一般适用于水深小于30 m的海域, 三脚架和导管架结构可用于50 m 水深以下的海域. 除水深外, 地质条件也是选择支撑结构形式需要考虑的重要因素. 各种固定式支撑结构的适用条件、2011年9月GL Garrad Hassan咨询公司的统计表明, 当时已建和在建的海上风机支撑结构绝大部分采用单桩形式, 其他形式也有采用.高桩承台结构在中国东海大桥示范风电场首次使用,上海临港风电场也采用了这种结构.当水深大于50 m时, 宜采用浮式结构, 如: TLP或TLB(Tension Leg Buoy)、Spar-buoy、半潜式、Pontoon或Barge等形式. 此外, 日本学者曾提出移动式海上风电场(Sailing-type Wind Farm)的概念,即在大型浮式结构上安装若干台风机,.目前为止, 除少数几台示范样机外, 浮式风机还未实现规模化建设, 浮式支撑结构还处在概念研究阶段. 5.1 重力式结构重力式结构(Gravity-Based)为钢筋混凝土结构,靠自身重量和压载物的重量稳定座落在海床上。
与其它形式的基础结构相比,重力式结构的体积庞大。
如英国Array West风电场,按3.6MW风电机组设计,单桩结构重仅为400吨,而重力式结构重1500吨,但重力式结构的价格远低于单桩结构,重力式结构的成本为30万欧元,而单桩结构为60欧元,重力式结构的结构成本仅为单桩结构的二分之一。
考虑安装成本等因素,重力式结构的成本比单装成本低20%左右。
丹麦的Vindeby、TunΦKonb 和Middelgrunden 风电场即是采用这种型式,为混凝土沉箱型。
这种基础结构简单,其稳定性和可靠性已得到证实。
另一种较新的结构是将圆柱钢管焊接在较薄的钢制基座上,填充重矿物以增加重量,此种结构便于运输和安装。
基础的重量需随着水深的增加而增加,所以随着水深的增加基础建造的费用也会增加。
重力式结构的适用水深为0~10m。
重力式结构不适用于软基海底,且对冲刷比较敏感。
5.2 单桩结构单桩结构是桩承结构中最简单的一种结构形式,采用打桩、钻孔或喷孔方法将单桩基础安装在海底泥面以下一定的深度,单桩结构一般为钢质。
欧洲已建成的大部分海上风电场都采用了单桩结构,制约,适用水深为0~30m。
这种结构受到海底地质条件和水深的单桩结构的结构形式简单,塔架与桩体有两种连接方法:一是用法兰将塔架和桩直接连接起来,这种连接方式对桩的施工要求甚高,因此,一般不采用这种连接。
二是通过过渡段将塔架和桩连接起来。
过渡段与桩采用灌浆连接,过渡段与塔架采用法兰连接。
这种连接关键是灌浆连接的强度和疲劳性能,目前采用的灌浆材料为Ducorit S5。
单桩结构在海床活动区域和海底冲刷区域是非常有利的,主要是缘于其对水深变化的灵活性。
单桩结构对振动和不直度较为敏感,因此,对设计和施工的要求较高。
单桩结构的桩径一般为4~6m,最大可达7m。
因此,施工难度大,一般采用打桩或钻孔桩。
5.3 三角架结构三角架结构与边际油田开发的简易平台相似,三根桩通过一个三角形刚架与中心立柱连接,风电机组塔架连接到立柱上形成一个结构整体。
三角架结构的刚度大于单桩结构,且不采用灌浆连接,可以通过调整三角架来保证中心立柱的垂直度。
其适用水深大于20m。
三角架结构用三根桩取代了单桩结构的一根桩,因此,桩径远远小于单桩结构,一般为1~2m。
因此,不需要重型施工设备,特别是深水条件下,三角架结构的施工难度远远小于单桩结构,比较适合我国目前的施工条件。
当桩的承载能力不足时,还可以增加桩的数量,相应地将三脚架延伸为多角架。
我国的东海大桥风电场拟采用四角架结构。
5.4 导管架结构导管架结构借鉴了海洋石油平台的概念,采用了比三角架结构刚度更大的结构形式。