每年经历数次12级以上的台风，大海里的风力发电机是如何固定的？

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说起风力发电机人们的第一印象是站在高山上的大风车，或多或少都见过，同样也是新能源发电的代表作，原理是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电。

风电发电机大小

站在远处看起来风机没多大，其实一个风力发电机组的高度有可能超过一幢33层高的楼房，当然风机的大小根据其功率直接挂钩，1500KW的风轮直径约77m，塔高约65m；2500KW和3000KW功率的风轮90m，塔高约100m；现在1500KW风力发电机是我国的主流机型，其实这个功率已经有点落后了。

现在新建的动辄都是几兆瓦的功率，风轮直径超过90米，塔筒高度也超过100米了，而2016年美国超导公司投入市场销售的10兆瓦海上风力发电机的叶轮直径就已达到190m。

随着陆地风电的发展迅速，也出现了一些负面问题，比如风能利用场所的限值，特别是占地面积和噪音，遂人们将风电场地瞄向了风能资源更加丰富场地更加广阔的大海，毫不疑问海上风电场的建设困难将比陆地大得多。

叶片

我国从2010年开始试验建设海上风电场，至今已走过10个年头，我们都知道在陆地上建风机也好，栽电线杆也好都需要挖至地下一定深度以保持稳定性，那么大海里怎么办，下面全是水，每年还有数次12级以上的台风，风机又如何固定？

海上风电场的建设首先是选址，一般选在近陆地区域方便电力就近输送，根据海上风场的地质条件不同以及水深不同，选择的固定方式也不同。

浅海区域风机固定方式

1.单桩基础，单桩基础由一个直径在3~4.5m之间的钢桩构成，简单说就是挖坑，在海底挖深坑，尽量找有岩石的地方挖，增加稳定性，实施一般在水深在25m以内。

单桩固定

比如最近位于莆田平海湾的风电场现在利用加压钻进式竖向掘进机钻孔，对了这台钻孔机是我国中交天和自行研制的，也是世界上首台加压钻进式竖向掘进机，仅用时26天就完成了国内海上最大直径嵌岩单桩钻孔，刷新了Ⅲ型单桩钻孔记录。

钻孔刀盘，钻进速度20—40毫米/分钟

平海湾风电场区域水深15米，利用钻孔机在海底岩石上钻孔深度达18米（不包括水深），直径约7米，是不是感觉很大很深。

2.重力沉箱基础，主要靠沉在海底的沉箱来固定风机。

比如丹麦1991年运行的Vindeby风电场，就是开始先在海边用混凝土将沉箱基础建造起来，然后在海面上推到对应位置，按重量需求装沙子，总质量约1050吨，装好后沉入海底，海面上基础呈圆锥形，然后在固定风机，一般适用于水深小于10m的浅海地区，该风电场已于2016年拆除。

后期还发展了一种新技术，将沉箱制作成一个长方体，高度很低，直接安装风机到海底沉箱上（就像人类一脚踩进水里一般）。

3.三脚架基础，其实这个和单桩差不多，只不过下面的单桩换成三脚架，三个脚分别深入海床10到20米，不过脚架使用价格较低的钢套管，钻孔的直径也不需要单桩基础那么大，综合成本较低。

那么深海区域如何固定风机呢？

深海区域风机固定方式

目前我国还没有深海风电项目，深海区域风电的建设只能使用悬浮式，主要应用于水深75~500m的范围，其实风机基础很类似我们日常所见的航标。

悬浮航标

简单说悬浮式基础由几根与海床系留锚相连的缆索固定在海面上，风机塔杆通过螺栓与浮筒相连，根据悬浮方式不同又分为浮筒式支撑和半侵入式支撑。

比如2017年10月，海温德苏格兰（Hywind Scotland）漂浮式风电场投入运行，这个风电场拥有5台6兆瓦风力机，总装机功率30兆瓦，每座风力机通过长达100余米的漂浮式基础与3条连接海底的锚索矗立，总重量高达11200吨，并且能在水深达800米的海域运作。

Hywind Scotland漂浮式风电场

深海风电场可以使没有多余海域安装的风电项目安家，同时有具有机动性的优点且对海床的限值条件没那么高，像船一样需要维修或是躲避台风时，解除了固定的锚索就可返回港口。

总结

近些年我国逐渐开始尝试深海风电项目，距离世界先进水平还有很长的路要走，不得不承认风电领域丹麦一直走在世界前列，持续不断向全球输出风电设备，而丹麦本身亦在发展，丹麦海上风力发电公司rsted已开始建设Hornsea Project One海上风电场，装机容量将达到1.2G瓦，建成后将成为世界上最大的海上风电场。

人们已认识到到新能源技术的环保可持续利用性，海上风电技术发展愈加成熟，国际能源机构认为未来十年全球海上风电的装机总量将达到1亿千瓦，那时海边的大风车将会成为一道靓丽的风景线！

参考资料：《聚焦海上风电，风电势必走向深海》搜狐网 风电技术 2018-01-31

《让海上风机站得更稳，它在海底挖了一个国内“最大的坑”》科技日报2021-06-06

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