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能知道 | “巨人”军团,是怎么稳稳扎进海里的?

中国能建  · 公众号  · 国企  · 2024-11-20 19:31

正文

|风启深蓝|


随着科技的不断进步

人类对海洋资源的开发进入了全新的阶段

海上风电正是其中的一颗耀眼明珠


人们开始好奇

这些巨大的海上风电

靠什么稳稳伫立在茫茫大海中

怎样更新迭代

又是怎样一步步进军深远海


接下来

我们一同探索海上风电基础型式的演变过程

通过它从近海到远海的跨越“升级”之旅

感受这场能源革命的魅力


近海开发:高桩承台和单桩基础


最早期的海上风电项目多集中在近海,离岸距离通常不超过30公里,水深不超过20米。


这一时期,主要依赖高桩承台基础和单桩基础,它们承担起了海上风电发展的初步探索任务。高桩承台基础通过多根钢桩扎入海床,将风机托在一个“平台”上,犹如撑起一个稳固的“高脚椅”,这种基础形式尤其适合我国东南沿海深厚软土地基。


而单桩基础则更加简洁高效,它像一根巨大的“钉子”,将风机牢牢地固定在海床上。在浅水近海,这两种基础方式的施工相对简单,造价较低,因此成为近海风电开发时期的主力军。


单桩基础

高桩承台基础


向过渡海域进发:导管架基础


随着技术的发展和清洁能源需求的增加,风电开发也逐渐从近海向水深更大的海域扩展。在稍远离海岸的20到80米的中深水区域,单桩基础逐渐“力不从心”。


此时,深水中的“钢铁巨人”——导管架基础应运而生,导管架就像巨大的“海洋蜘蛛”,四脚牢牢地扎进海床,将风机稳稳地托在海面上。导管架基础分为多桩导管架和吸力桶导管架基础。多桩导管架通过多根钢管桩扎入海床,而吸力桶导管架像“超级吸盘”用吸力抓住海床。


它们不怕波涛汹涌,也不畏风浪的冲击,因为导管架基础天生就擅长分散压力,像一支军队齐心协力抵抗海洋的狂风巨浪。在水深20到80米的地方,它们是风机的“超级英雄”,稳如磐石。


多桩导管架和吸力桶导管架基础

为了让这个钢架结构更轻便、更高效,中国能建浙江院通过博士后课题“深水大型导管架基础结构优化设计研究”等,依托院内的“平潭海上风电”工程项目,以智能算法对导管架基础进行优化设计,能够在短时间内完成成百上千次的设计迭代和测试,智能优化过程就像是“量体裁衣”,根据每个海域的特殊条件,为导管架基础定制出最优的结构设计方案。


通过这种优化,可将降低导管架重量10%以上,单台风机可节省造价数百万元,让风电项目变得更高效、更经济。

巨人继续远征:漂浮式基础


人类的探索脚步并未停下,当我们进一步航向更远、更深的海域时,导管架基础的能力就显得有些捉襟见肘。


此时,漂浮式基础闪亮登场!漂浮式基础的神奇之处在于,它不需要固定在海床上,而是自由地漂浮在水面上,靠着系泊和锚固系统稳住自己。像一只巨大的风筝在海面上翩翩起舞,风再大、浪再高,它也能保持优雅的姿态。


漂浮式基础让我们可以在50米以上的深海中安装风机,甚至可以在几百米深的海域驰骋,这为未来海上风电的发展开辟了新的天地。


漂浮式风机

为了让这个风筝飞得更好,中国能建浙江院通过博士后课题“漂浮式风机系泊系统力学性能研究”等,突破漂浮式风机设计难题。从一体化分析到降本增效,我们让风机变得更轻,就像给风筝减轻了线。同时,我们加强了它的稳定性,即使在狂风巨浪中,也能稳如泰山。


想象一下,在不远的未来,这些风筝将遍布深蓝海域,为世界提供源源不断的清洁能源。

|风启深蓝|


→从近海的高桩承台和单桩基础

→到过渡海域的多桩导管架和吸力桶导管架基础

→再到远海的漂浮式基础

海上风电基础型式的演变记录了技术发展的每一次跨越,也代表了人类不断向远海探索的决心。

通过智能优化算法的介入,海上风电基础的设计将变得更加智能和灵活,能够适应更多种复杂的海洋环境。


我们通过不断的技术探索,让清洁的风能在辽阔的深海中绽放光芒。我们有理由相信,海上风电的未来将更加广阔,它将为全球的可持续发展提供强劲动力,引领我们迈向一个绿色能源的新时代。


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编辑:李丽萍
校审:储信艳
来源:中国能建浙江院

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