浮式海上风机平台设计及有限元分析
2013-07-02李晨阳张晓键何炎平
焦作大学学报 2013年1期
李晨阳 张 昱 张晓键 何炎平
(上海交通大学,上海 200240)
0.引言
海上风力发电具有离用电集中区域近、风能资源密度高、便于大型化和视觉污染小等优点,已引起世界各国的重视。其中,欧洲规划到2020年,近海风电装机达到240000MW,年发电量 720TW·h,可以满足 1/3的欧洲用电量[1]。目前,海上风电场大都位于水深20m左右的近海海域,采用固基的着底式风电机塔。今后将逐步向水深100m甚至几百米的海域发展,浮基海上风电场将是一种经济性和实用性兼顾的重要发展方向[2]。
本文主要针对选定地点的环境条件进行了浮式风机平台设计,并对塔筒连接处进行了强度校核,对受力集中的破舱可能性原件进行了有限元分析。
1.浮式风机平台优点及设计中存在的主要问题
相比传统的固定式风机平台,浮式风机平台的优点主要有以下几点:
(1)对水深、水底条件的要求较小,所以选址的范围更大,可应用的区域更多。
(2)浮式风机平台的成本由专家估算约和中等深度海域的固定式风机平台的成本接近。
(3)移动、安装、更换、重复使用都比固定式风机平台来得便利、快捷。
基于浮式风机平台的以上优点,浮式风机平台将有很大的发展潜力,尤其是在中国的南海区域,但是进行浮式风机平台设计要进行整体载荷的计算、系泊系统的固定和结构强度的分析。项目组通过实验测量、数值仿真和环境模拟等工作得到逐步解决。
目前,浮式风机平台还面临很多问题,其中最重要的一点是控制平台成本。……
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