浮式风机平台与波能装置混合系统的性能分析
2021-05-08胡俭俭周斌珍刘品孙科耿敬
哈尔滨工程大学学报 2021年3期
胡俭俭, 周斌珍, 刘品, 孙科, 耿敬
(1.华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510641; 2.哈尔滨工程大学 船舶工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001; 3.明阳智慧能源集团股份有限公司 风能研究院,广东 中山 528400)
近年来,海上风能的利用发展迅速,与陆上风电相比,海上风电存在安装空间范围广、运行环境要求低、风力资源更丰富等优势[1]。然而在实际工程中却存在一些技术层面的问题,例如工程开始前,需要提前考察对应区域的海底地形、工程地质及水下洋流运动等;风力机的安装过程需要采用特种船只进行运输;风力机运行过程中要考虑风、波浪、流等荷载的作用,风机的支撑结构和叶片强度要求更高;风机维护方面难度高、费用大等。以上问题会导致海上风电成本显著增加。波浪能利用技术和海上风电技术一样,同样面临着设计、安装、运行和维护费用高昂等问题[2]。针对这个问题,有些学者提出将海上风电和波浪能进行联合开发的观点来降低成本[2]。将海上风机平台与波浪能装置(wave energy converter, WEC)结合可以共享海洋空间、系泊系统、电力基础设施和其他的基础组件设施,从而达到减小成本,提高单位空间产出的目的。同时,波浪能发电可以补偿海上风力发电的间歇性,增加混合系统有效工作时长[3]。此外,WEC能够吸收波浪能,减小风机平台所受到的波浪荷载[4],为其运营和维护提供一个安全稳定的工作环境。
风浪能混合系统根据底部支撑结构的不同,可分为底部固定和浮动2种类型,分别适用于浅水或有限水深和深水;……
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