海上風場客觀上所面臨的險惡自然環境有鹽霧腐蝕,海浪的沖擊,浮冰和臺風破壞等等。開發海上風電工程,需要加強研發以面臨嚴峻的自然挑戰。
1. 海水對風機的腐蝕
我國東南海域屬于亞熱帶季風氣候區。海面上的蒸汽往往摻雜鹽分。海上風機的設施會有大范圍面積暴露在鹽霧環境中。這將會加速風機表面材料的腐蝕。而風機一些材料往往由活性較強的金屬比如鐵,鋁和銅制備。若腐蝕,這將不僅對正常使用造成影響,甚至會造成重大工程事故。所以針對這種鹽霧環境下的風機,表面材料要加以保護,例如用電鍍法上保護膜或者用不銹鋼抗腐蝕材料。
2. 臺風的影響
當風機遭受強烈臺風的襲擊時,例如倒塌,塔被折彎,電線扭纏事故會發生。我國東南海域又是臺風區域。每年會有1至3次臺風。我國每年超過3成的臺風發生在廣東,平均每年3次,大約2成的臺風發生在臺灣,16%在福建和10%在浙江。一些發達國家例如挪威,英國和加拿大早已建立了檢測記錄海上強風臺風的數據庫, 而我國在這方面檢測記錄力度還遠遠不夠。我國80%的臺風能帶來高達6米的海浪,這對風機等基礎設施影響巨大。因此,我國有必要在大規模發展海上風電工程3. 浮冰的撞擊
我國渤海,黃海海域冬天會有不同等級的浮冰現象。其中遼東半島的海上浮冰情況最為嚴重,該海域冬天會被10厘米厚沿岸30公里的冰所覆蓋。在極端天氣下,會達到30至40厘米厚且面積達7萬平方公里的浮冰。這些浮冰的擠壓碰撞會對海上風機塔的基礎帶來嚴重破壞。并且,隨著天氣的變化,海水結冰和解凍的交替也會給風機的混凝土結構帶來破壞。如果風場建設在此環境下,需要特殊的設計。
4. 運行和維護的困難
面對海洋上的惡劣環境,海上風機會比陸地風機更易損壞并且維修難度也比陸地大很多。當風機的葉片,齒輪箱或其他重要部件損壞時,需要大型海洋起重機進行作業。這造成了高昂的維修成本,相比陸地風機,海上風機的維護成本平均是其2至4倍。所以在設計的時候,要為日后維護設計特殊裝備。
責任編輯:賈靜煥
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