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  • 风电运维是海洋勘察行业下一个蓝海?

作者:xiaokcehui2024-1-12 0:57分类: others 标签: 海上风机 运维 勘察

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。

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 。


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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。


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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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。

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下图是导管架安装和受台风影响而倾斜的照片。


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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

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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。

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海缆的主要风险是海底冲刷和抛锚、拖网等人为破坏。

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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。

多波束和侧扫声纳:

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管线仪、三维剖面仪、磁力仪和海缆仪:

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三维声纳、水下机器人、合成孔径声纳:

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参考文献

风电运维的勘察技术探讨

https://www.sohu.com/a/679192743_121124362

海上风电单桩基础局部冲刷与防护研究_徐思远

http://paper.people.com.cn/zgnyb/html/2022-10/17/content_25944775.htm

https://wind.in-en.com/html/wind-2435718.shtml

https://wind.in-en.com/html/wind-2404648.shtml

2023海上风电回顾与展望

海上风机导管架基础循环受荷性状与分析方法_周文杰

https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202308/content_6897588.htm

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