海上风电作为清洁能源、绿色能源的“靓丽名片”,为经济社会高质量发展提供能源保障,在大海中怎么建设风电场呢?让我们一起来到波澜壮阔的大海,探寻风力发电场的秘密。
海上风电发电原理科普
海上风电,是将海上风能转换为电能的一种发电方式。利用海上风能发电的发电厂,则称之为海上风电场。
海上风电场主要由海上风电机组、集电海缆、海上升压变电站、高压送出海缆和陆上集控中心等几部分组成。
风电机组发出的电能通过集电海缆接入升压站、通过高压送出海缆送至陆上集控中心后接入电网,然后输送至千家万户。
海上风电优点
海上风能资源丰富,海上风电场规模和发电量比陆上风电大很多且不占用土地资源,同时风力发电不需要消耗任何化石燃料,规模效益和环境效益都十分显著。
风从欧洲来
20世纪70年代初一些欧洲国家就提出了利用海上风能发电的想法,世界上首个海上风电场位于丹麦于1991年实现并网运行,1991-1997年,丹麦、荷兰和瑞典完成了样机的试制,通过对样机的试验首次获得了,海上风力发电机组的工作经验。
风雨无阻地运行了25年之后,世界上第一个海上风力发电场---丹麦东能源公司旗下的Vindeby海上风电场退出世界舞台。
2002年,欧洲5个新海上风电场的建设,功率为1.5-2MW的风力发电机组向公共电网输送电力,开始了兆瓦级以上机组商业应用阶段,如今风力发电机组朝着大型化方向发展,这种趋势在德国市场上表现得尤为明显,目前市场主流风机的功率为3-5MW风轮直径为90-115m,数兆瓦级风力发电机组的应用,日趋完善。
全球海上风力发电发展规模
近年来,全球海上风电装机容量稳步提升,比较发达的丹麦、英国、德国等国家在能源、审批、财政等方面出台了一整套政策体系支持海上风电发展,目前世界上已经有10个国家具有海上装机,包括丹麦、英国、瑞典、德国、爱尔兰、荷兰、中国、日本和比利时等
中国海上风电虽然起步较晚,但发展迅速,目前中国海上风电装机容量位居世界第三位,仅次于英国和德国。2021年中国海上风电总装机容量预计将超过1000万千瓦,如果按一个三口之家用电量来换算,发出的电量大概可以满足1500万户家庭使用。
海上风电场建设难点
在大海里植入风机,考虑复杂的海底地质、海浪波动,水文环境、防腐蚀、防冲刷等问题,工程师们会对海底的情况进行勘察,摸清楚海底情况后再开始打桩工作。
中国东南沿海地区台风频繁,如何确保海上风电场可以抵御台风的侵袭也是海上风电建设重点关注的难点
珠海金湾海上风电场项目
比如广东珠海金湾海上风电场,每年都会经受六七次台风考验,针对这一特殊情况首先要选用抗台风的机型,同时与广东省海上风电大数据中心进行联网,实时监控台风动态,当有台风出现时就会通过远程操作,将风电机组切换到防台风模式,海上风电大数据中心还可以对运行阶段海洋生物的栖息环境和分布变化进行监测和分析,有助于海洋生态环境环保。
风机安装过程
风机基础施工完成后,风机安装便是重头戏,海上风电机组安装方式主要包括整体安装方式、分体安装方式。
整体式安装是将风机在陆地上组装好采用大型驳船运到海上,再通过大型起重船将风机吊装到基础上
分体式安装采用可以固定在海面上的自升式安装船在海上拼装风机,在风浪较大的广东沿海海域较多采用分体式安装的方式。
阳江沙扒海上风电场
湛江外罗海上风电项目
近年来,海上风电产业蓬勃发展,中国也成为了其中的佼佼者,从广东徐闻港到江苏滨海南,处处可见建设者忙碌的身影
湛江徐闻海上风电场Ⅰ标工程
江苏滨海南H3号300兆瓦海上风电工程
中国还积极“走出去”,承建了越南新顺、金瓯等一批海上风电项目,为当地绿色发展贡献中国智慧和力量,为中国风电点赞!