兩種不同基礎(chǔ)的漂浮式風(fēng)機(jī)載荷對(duì)比分析

陳明亮，吳俊輝，徐洋洋，賴晶晶

(華銳風(fēng)電科技(集團(tuán))股份有限公司，北京 100872)

與陸上風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)相比，深遠(yuǎn)海具有范圍更廣、風(fēng)能資源更豐富、風(fēng)速更穩(wěn)定、風(fēng)速更高的優(yōu)點(diǎn)，且不會(huì)與海上漁場(chǎng)、航線等發(fā)生沖突，對(duì)人類生產(chǎn)、生活的環(huán)境影響較小，發(fā)展海上風(fēng)電具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，必將成為未來(lái)全球風(fēng)電開(kāi)發(fā)的重要方向。全球80%的海上風(fēng)資源位于水深超過(guò)60 m的海域，這對(duì)固定式基礎(chǔ)風(fēng)機(jī)是巨大的挑戰(zhàn)。目前，世界上建成的海上風(fēng)電場(chǎng)絕大多數(shù)為近海風(fēng)電場(chǎng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的海床固定式海上風(fēng)電機(jī)組，漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組可以安裝到具有強(qiáng)風(fēng)的遠(yuǎn)洋深處，因此風(fēng)能利用大幅提升[1]。

2009年挪威石油公司在挪威海岸附近的北海220 m水深環(huán)境中試運(yùn)行第一臺(tái)漂浮式機(jī)組Hywind；2017年第一個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)Hywindii在英國(guó)誕生，實(shí)現(xiàn)了浮式風(fēng)機(jī)商業(yè)化的突破，漂浮式風(fēng)機(jī)早已走出概念設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)室研究的階段，出現(xiàn)了各式各樣的型式，漂浮式風(fēng)電場(chǎng)示范項(xiàng)目近幾年也不斷涌現(xiàn)。隨著海漂浮式技術(shù)的快速成熟，漂浮式海上風(fēng)電將很快實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，表1為已經(jīng)建設(shè)和即將要建設(shè)部分漂浮式風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目。

海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工程，尤其是漂浮式風(fēng)電機(jī)組，涉及到風(fēng)浪流復(fù)雜惡劣的環(huán)境，對(duì)技術(shù)的要求較高[2-3]。載荷計(jì)算是海上風(fēng)電機(jī)組開(kāi)發(fā)首先要解決問(wèn)題，準(zhǔn)確的載荷計(jì)算對(duì)評(píng)估結(jié)構(gòu)的安全性非常重要。

表1 部分已經(jīng)和即將投產(chǎn)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目表 MW