海上风电场如何运作？

一旦水深超过 200 英尺——大约是 18 层楼的高度——这些“单桩”结构就几乎不可能了。

一种正在全球多个地点进行测试的解决方案已经出现：漂浮的风力涡轮机。

在加州，哪里 干旱带来压力 在水电供应上，国家是 按计划前进 开发全国首个浮动式海上风电场。 2022 年 12 月 7 日，联邦政府将距离加利福尼亚海岸约 20 英里的五个租赁区拍卖给计划开发浮动风电场的公司。 出价是 低于大西洋沿岸最近的租约，风电场可以固定在海底，但仍然很重要，超过 7.57亿美元.

那么，浮动风电场如何运作？

漂浮涡轮机的三种主要方法

漂浮的风力涡轮机 就像其他风力涡轮机一样工作 – 风推动叶片，使转子转动，从而驱动发电机发电。 但是，漂浮的风力涡轮机不是直接嵌入地面或海底，而是安装在带有系泊线（例如链条或绳索）的平台上，这些系泊线连接到下方海床中的锚。

这些系泊缆绳将涡轮机固定在适当的位置以防风，并将其连接到将电力送回岸上的电缆。

大部分稳定性是由浮动平台本身提供的。 诀窍是设计平台，使涡轮机在强风或暴风雨中不会倾斜太多。

平台主要分为三种类型：

• 翼梁浮标平台是一个长的空心圆柱体，从涡轮塔向下延伸。 它垂直漂浮在深水中，在圆筒底部用压舱物加重以降低其重心。 然后将其固定到位，但使用松弛线使其可以随水移动以避免损坏。 晶石浮标已 石油和天然气行业使用 多年的离岸业务。
• 半潜式平台具有从塔展开的大型浮动船体，也固定以防止漂移。 设计师们一直 试验多个涡轮机 在其中一些船体上。
• 张力腿平台有较小的平台，拉紧的线条直接延伸到下面的地板。 这些是 更轻但更脆弱 地震或海啸，因为它们更多地依赖系泊线和锚来保持稳定。

每个平台都必须支撑涡轮机的重量，并在涡轮机运行时保持稳定。 它之所以能够做到这一点，部分原因是通常由大型钢结构或混凝土结构制成的中空平台提供了支撑涡轮机的浮力。 由于有些可以在港口完全组装并拖出安装，它们可能是 便宜得多 比固定底部结构 需要特种船 用于现场安装。

浮动平台可以支持可产生 10 兆瓦或更多电力的风力涡轮机——这就是 尺寸与其他海上风力涡轮机相似 并且比您在现场看到的典型陆上风力涡轮机的容量大几倍。

为什么我们需要浮动涡轮机？

某些 最强风资源 在水深数百英尺的地方远离海岸，例如美国西海岸、五大湖、地中海 海 和海岸 日本.

12 月初拍卖的美国租赁区域面积约为 583 平方英里 在两个地区——一个位于加利福尼亚州中部的莫罗湾附近，另一个靠近俄勒冈州界线。 加利福尼亚附近的海水很快变深，因此任何距离海岸甚至几英里的风电场都需要浮动涡轮机。

建成后，这五个地区的风电场可提供约4.6吉瓦的清洁电力， 足以为 150 万户家庭供电，根据政府估计。 获奖公司表示他们可以 产生更多的力量.

但是在水面上安装真正的风力涡轮机需要时间。 租赁拍卖的获胜者将接受司法部的反垄断审查，然后是漫长的规划、许可和环境审查过程，通常需要数年时间。

在全球范围内，欧洲和亚洲已经开展了几个采用漂浮式风力涡轮机的全面示范项目。 这 Hywind苏格兰项目 于 2017 年成为首个商业规模的海上浮动风电场，拥有 5 台 6 兆瓦涡轮机，由 挪威能源公司 Equinor.

Equinor Wind 美国 在加利福尼亚州中部附近获得了中标之一。 另一个中标者是 RWE海上风电控股公司. RWE 在欧洲经营风电场，并拥有 三个漂浮式风力涡轮机示范项目. 其他涉及的公司—— 哥本哈根基础设施合作伙伴Invenergy 和 海洋风 – 拥有大西洋海岸租约或现有的海上风电场。

虽然漂浮式海上风电场正在成为一项商业技术，但仍有一些技术挑战需要解决。 平台运动可能会对叶片和塔架造成更大的力，以及更复杂和不稳定的空气动力学。 此外，随着水深变得非常深，系泊线、锚和电缆的成本可能会变得非常高，因此将需要更便宜但仍然可靠的技术。

但我们可以期待在不久的将来看到更多由浮动结构支撑的海上涡轮机。

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