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根据 DNV 预测,到 2050 年将会有 33%的发电量来自风能:其中 20%来自陆上风电,11%来自固定式基础海上风电,2%来自浮式基础海上风电。中国连续第五年成为全球最大的海上风电国家,2022年新增并网装机容量约5.1GW,较上年下降了逾70%,但仍然占全球新增装机总量的一半以上。截至2022年底,我国海上风电累计装机已超3000万千瓦,连续两年位居全球首位,占比达一半左右。 - C% @" ~, o( ]% S5 G
海上风电发展的大趋势主要是“大型化”和“深水化”。“大型化”的目的是降低海上风电的“度电”成本,增强电价的市场竞争力。在离岸 50km 以上、水深大于 50m的深远海区域,海上风速更大、更稳定,风能产量更高,而且可以大大避免近岸环境噪声和视觉污染,以及航运、渔业等用海冲突。海上风机的体型越来越大,发电机功率也从过去的 0.5 MW发展到今天的 5MW、7MW、8MW,未来甚至可能达到 20MW 。 7 W9 [7 |! Z8 K3 O; ]
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通常情况下,风机的使用寿命长达 20 年以上, 而整机供应商提供的质保期通常在 5 年左右。5年后,风机建设单位需要自建风机运维团队或委托第三方团队。由于我国海上风机大部分是最近几年新建的,因此,海上风电运维市场蓝海特征显现。与陆上风电相比,海上风电运维难度系数、成本投入等都较高,据行业专业人士介绍,一次海上风电机组的齿轮箱更换,其成本应该在400-500万元。
, o% j, M, B( t) F, l* H 下图展示了海上风电的结构简图,从图里可以看出海上风电的两个主要风险类型,一个是海缆的运维风险,一个是海上构筑物的风险。
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: a' m0 A, a- N 以海上风电风车自身为例,其风险监测从上到下分别为叶片、塔架、下部结构和基础。海洋勘察主要涉及水面以下的下部和基础监测。 7 y+ K2 F4 M2 Z8 T6 R( `+ B
下图是导管架安装和受台风影响而倾斜的照片。
; j9 l. U* _# \ 海上风机基础大部分是固定式的,大直径单桩基础在0m~40m水深应用范围最广,导管架基础主要用于40m~100m水深。
( i1 P! ~1 }+ \, M1 n4 \+ T 基础的主要风险就是冲刷,基础冲刷将减小桩基础的入土深度,降低桩基础的承载力;基础冲刷使桩的悬臂长度增加,从而使风机水平变形加大,同时增加桩基础的倾覆弯矩;基础冲刷使风机机组结构的自振频率降低,使基础疲劳应力幅值增大、应力循环次数增加,影响机组的疲劳寿命。 - W! r1 |; E$ B r( a' |
海缆的主要风险是海底冲刷和抛锚、拖网等人为破坏。 & [4 F! N5 B, ]" q- U/ ^( C
基础和海缆探测主要设备有多波束、侧扫声呐、三维声纳、水下机器人、管线仪、三维剖面仪、磁力仪、电磁感应管线仪、合成孔径声呐。 $ G% n: M+ X! j0 L( p6 P
多波束和侧扫声纳:
2 {2 B4 P2 O) J. T1 t' O$ W 管线仪、三维剖面仪、磁力仪和海缆仪: 3 V' S- S P4 q5 v
三维声纳、水下机器人、合成孔径声纳:
$ c$ o, h \$ L 参考文献
9 Y" h+ Z( h; w3 O- K 风电运维的勘察技术探讨 + }0 Q+ S/ d; l5 W3 g) N: b
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http://paper.people.com.cn/zgnyb/html/2022-10/17/content_25944775.htm 5 P' ~: ^. a. B! C1 q$ V6 F
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# ~* ?, {5 ~% w& e: G# @' U+ L ? 1、 2021年年终总结及文章索引 ( o" ~; Q; \) R$ v
2、 2022年年终总结及文章索引
1 n9 d a+ S" d5 `8 Q7 S& a, L 3、2023年年终总结及文章索引 `5 N3 ]6 \4 a/ q$ l! v$ z
4、一些海洋数据的分享及地磁tiff的提取
1 a' A) ~, h& l% V; r! U9 w 5、坐标转换软件OpenCoord介绍及下载
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