海上風電基礎結構研究現狀及發展趨勢

蘇凱 王健 倪森

【摘要】 本文主要將我國海上風電基礎結構研究現狀及發展趨勢進行具體的分析，將海上風電基礎結構設計研究的現狀和存在的問題進行有效的結合，將海上風電基礎結構設計的關鍵性問題進行適當的分析，將海上風電基礎結構的特殊性進行具體的闡述。以我國海上風電基礎結構研究現狀及發展趨勢為基礎，提出適合我國的基本國情的海上風電基礎結構和設計，將那些海上風電的發展過程中會出現的問題盡量的避免。

【關鍵詞】 海上風電 基礎結構 現狀 發展趨勢

風能是可再生的、無污染的、可以持續供給的綠色額能源，風力發電可以是水力發電和水力發電一樣的可再生能源，風力發電的技術在我國已經很成熟，具有很強的規模化，具有很大的發展前景。陸上風電技術和近海風電技術海上風電技術是風力發電產業的三個組成部分。我國風力發電產業不斷快速的發展，陸上風電技術其占用土地、產生噪音的問題逐漸顯現出來，所以海上風電技術在中國的風能產業中將要占據極大的比重。

一、我國海上風電的關鍵技術

1、大功率風電機組制造。我國國內各個比較大的電機組制造商在海上風電機組的研制的步伐已經逐漸加快，特別是自東海大橋的海上風電示范項目取得很大成功之后。我國現在的風電設備制造企業市場的集中度不斷提高。雖然我國分點基礎建設不管提高，但是在我國3MW以及更大容量的風機技術和國外的相比 ，還是存在著很大的差距，還得經歷具體的環境和很長時間的考驗。

2、基礎結構。海上風電機組的基礎結構要經受海上的強風和海水的腐蝕以及海浪的沖擊，所以海上風電機組要比陸上風電的基礎結構要復雜，也需要很強技術。在實際工作中，應該根據各種各樣的海床條件、水深情況、風機和環境的情況進行深入的考慮和研究。海上風電的基礎結構包括單樁式、重力式、漂浮式三個部分。

二、海上風電基礎結構的適用性分析

海上風電產業不斷發展，海上風電風電產業已經是我國主要的發展方向。上海、山東、浙江、江蘇等沿海地區都在海上風電場的建設規劃之內。在海上風電場的總投資過程中占據較大比重的就是基礎結構，所以要將國外海上風電場建設的良好的經驗進行吸收，讓我國的海上風電機組基礎結構可以適合我國的國情，讓我國的海上風電產業可以健康的發展。渤海灣在我國屬于水深較淺的海域，海底表層有很多的淤泥和粉質粘土，以及淤泥質粉砂，使其承載力變小，容易液化，做持力層不合適；底部的沉積物是以細砂為主的，具有很大的承載力，這部分可以作持力層。在黃河海域以黃河泥沙不斷沖入，所以渤海主要是以淤泥為主，也經過很強的沖刷，而且冬季還具有冰荷載的作用，采用重力式基礎和負壓桶基礎都不適合被采用，所以要采用單樁結構。東海海域的海底大部分是以淤泥為主，那么重力式基礎和浮壓桶基礎并不適合東海，應該采取樁基結構。所以在東海得大橋風電場的基礎結構由三腳架基礎、四腳架基礎、高樁基礎、單樁基礎這幾部分構成。在這些基礎結構中，單樁基礎最具有經濟性，但是單樁基礎對于施工機具和技術的要求很高，所以在我國東海最后選擇了四腳架結構。南海北部灣和瓊州海峽的海底的沉積物主要是由陸源碎屑堆積而成，顆粒較為細膩，主要是由淤泥質粉質粘土和粉砂構成。瓊州海峽侵蝕的洼地的邊沿部分具有很大的沙坡，海底的沙坡使海底坎坷不平坦，而且沙坡屬于遷移型的海底地貌，表明海底的泥沙具有很強的運動性，而且穩定性較差，再加上海底的較為強烈的沖刷，。所以在南海領域不應該采取重力式基礎和負壓桶基礎，最好的選擇就是樁基礎，但是南海的水深比較大，海洋的環境條件也比較惡劣，應該采取那些具有很大剛度的導管架結構。

三、海上風電面臨的問題以及具體的措施

1、海上風場規劃超前，關于風能的勘探比較滯后。海上風電對于地理位置具有很高的要求，海上風電涉及到能源局、海洋局、環保局等多個管理部門，在對于環境的影響、氣象的條件、對于海洋的規劃和海域的管理方面都具有十分復雜的關系，所以海上風電的具體規劃應該和海洋功能區域進行良好的溝通和協調，將沖突和問題進行破解，為海上風電的場所選擇進行障礙清除。

2、海上風電技術的投入和產品的自主研發具有滯后性。我國的海上風電機組運行較為具體的經驗并不是很充分，在國外，5MW風電機組都要在岸上濟寧3年以上的檢測，對海上各種惡劣環境進行非標準的模擬仿真試驗后，這樣才可以進行確定再進行批量的生產。在這個角度上說，我國海上風電機組的研發過程存在著很多的弊端，仍然需要進行不斷的探索和鉆研

3、風電場開發相對超前，海上風電電價的確定具有滯后性。我國一直關注海上風電上網電價，這是一個熱點。企業之間的相互競爭而導致的壓價行為使海上風電電價已經和陸上風電的電價差不斷，這樣就不能使那些中標的企業立即進行海上風電場的建設。海上風電開發需要很大的資金投入，應該順應海上風電大規模發展的需求，制定專門的電價政策是十分必要的，可以在環境、政策、體制、機制等各個方面出發，將各方面的關系進行協調和理論。

結束語：海上風電基礎結構研究對我國海上風電產業的持續發展和健康的發展起到直接的影響，對海上風電基礎結構進行深入的探索，這是發展海上風電產業的重要出路，可以促進我國海上風電產業不斷向良性的方向發展，并且可以快速穩步的發展。

參 考 文 獻

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