據風能設備分會提供的資料顯示,目前,全球海上風電場主要分布在丹麥、英國、荷蘭、瑞典、愛爾蘭等。到2008 年底,全世界已建成24個近海風電場,總裝機容量達到1423MW,占世界發電市場的1.2%。相關機構預計,在2010 年以后,英國、丹麥、瑞典和德國都將把風電發展的重點移師海上。最近,挪威國家石油海德羅公司宣布,世界首個海上漂浮式風力發電站在挪威海岸附近的北海正式啟用。而且,相比于當前的60 米水深的固定式風力發電機,漂浮式風力發電機可用于水深120 米至700 米的海域,這意味著海上發電可以拓展到離岸更遠的地方。
中國的海上風電還處于起步階段,有著巨大的發展空間。中國擁有著十分豐富的近海風資源,與此同時,中國的東部沿海地區經濟發達,能源緊缺。因此,開發海上風電已經成為我國能源戰略的一個重要內容,開發豐富的海上風能資源將有效改善能源供應情況。有數據顯示,我國近海 10m 水深的風能資源約 1 億 KW,近海 20m 水深的風能資源約 3 億 KW,近海 30m 水深的風能資源約4.9 億 KW,規劃容量和分布,目前,我國尚缺乏海上風電建設經驗,海上風電防腐蝕技術仍處于摸索階段。從腐蝕環境來看,海上發電與近海鉆井平臺類似。然而,從設備和基礎設施的維護和修補條件比較,海上發電又不同于近海鉆井平臺。尤其是海上風電機組由于其苛刻的腐蝕環境和技術要求,維修費用極高。
海上風電采用陰極保護技術
海上風電鋼結構的陰極保護技術,面臨著犧牲陽極和外加電流兩種方式的選擇。基于對技術層面和經濟性的比較之外,歐洲越來越多的機構和設計師,已經融入了綠色環保的理念。例如有相當一部分歐洲機構和個人認為,犧牲陽極在漫長的保護周期里,其腐蝕產物對海洋環境的負面影響,要遠遠大于外加電流方式。也有的歐洲投標,需要澄清外加電流陽極的析氯反應,是否會對浮游在周邊的鯨類海洋動物造成某種傷害,以及如何從設計上避免這些反應的極端情況發生等等。盡管如此,從目前歐洲海上發電場已實施的陰極保護結果來看,似乎外加電流方案占到了一點先機。相對于犧牲陽極安裝難度大,外加電流系統不僅安裝方便,而且便于實施監測和遠程調控。例如,位于英格蘭東部海岸的海上風電場,在142 個發電系統鋼結構上采用了外加電流保護。
另外,相對于內陸的外加電流保護而言,遠處監控系統不再是錦上添花,對海上風電鋼結構的外加電流系統實施遠處監控絕對是非常重要的。目前已經運行的英國和德國的風電場,外加電流的遠程監控是不可或缺的組成部分。
英格蘭東部海岸的海上風電的鋼結構上采用了外加電流保護。無論是計算機模擬,還是最終數據驗證結果表明,在海泥區,尤其是鋼樁的最下邊20 米區域,犧牲陽極通常難以達到對鋼樁的完全保護。
采用海上風電犧牲陽極保護時,陽極的安裝工作量巨大;外加電流系統的安裝十分方便,而且便于實施監測和遠程調控。但是,外加電流源的遠程監控則是順利實施保護方案的技術關鍵。
責任編輯:劉傳
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