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海上的腿枢轴转动以与配重配合以提供更大的稳定性。

时间:2023-10-08   访问量:91

海上风力涡轮机存在问题。无论它们是在深水还是浅水中,它们都安装在大型平台上,需要大型半潜船进行拖曳和安装。大多数都需要一定厚度的钢材,只能由选定数量的生产商制造,并且能够处理大型工件的驳船和船舶数量有限,其中一些只能进入深水港口。

现在,针对更深水域的新平台设计提供了更轻的配置,可以由更多制造商生产,并且由于吃水较低,可以从更多港口起航。它们将在满足全球海上风力发电需求方面发挥重要作用,例如欧盟委员会提出的到2050年海上风力发电量达到450吉瓦的目标。

爱尔兰的 Gazelle Wind Power 的平台设计可能有助于减少生产瓶颈并加快深水浮动风力涡轮机的部署。Gazelle 工程师正在测试一种改进的张力腿平台 (TLP),该平台不需要高张力或过重的结构材料,可以在 7 米(或更短)的水中下水,并且可以用当前的拖船队进行拖曳和组装船只。它还具有可扩展性,因此可以处理各种尺寸的涡轮机。

七年前,该公司首席创新官安东尼奥·加西亚 (Antonio García) 首次提出了这个想法。他对悬链线系泊系统(海上平台最常见的锚定系统)浮动平台所面临的众多问题感到不安。

“它们必须非常大,必须有很大的浮力,而且必须非常重,”该公司首席技术官贾森·沃莫尔德 (Jason Wormald) 说。“这些东西的系泊足迹可能长达数千米,存在安装和处理问题,而且它们正在破坏海床。这只是一场噩梦。”

大多数 TLP 设计作为替代方案也好不了多少。连接平台与海底的缆绳需要高拉力,需要约5000吨的锚缆;每个连接的张力必须经过精确校准。将张力线连接到系泊线所需的数千吨张力只能通过重型起重船来完成。尽管它们一旦连接起来就很稳定,但随着海水的涨落,系泊线的故障可能会造成灾难性的后果。

加西亚设计了一种混合 TLP/半潜式潜水器,其三个臂连接到中央平台。每个肢体都是一个枢轴,通过外侧边缘上的线连接到海底,并连接到平台中心下方的配重。结果,运动被转移到平衡重,平衡重吸收能量,最大限度地减少顶部涡轮机的倾斜。它本质上是一个无源镇流器系统。

据该公司称,大多数海上风力涡轮机的设计支持最大 10 度的桨距角。这允许操作,但会产生额外的磨损。该公司声称,Gazelle 设计允许平台以几乎零俯仰水平水平和垂直移动,与张力腿平台相比,可以减少 50% 的系泊载荷。

该设计还将适应更多生产商的生产。加西亚从海军建筑的角度进行了设计,他认为平台与其说是一种结构,不如说是一艘船只。

 “因此,我们所做的就是提出一种采用平板技术的设计,该技术有效地使用带有加强筋的薄卷钢,”Wormald 说。“这意味着全球有数千家造船厂已经有能力生产这种设备。”

三角形底座的浮力使其能够漂浮在造船厂的低深度处,并使用传统的拖船拖至目的地。预先安装好基础和锚后,平台将被简单地拖到现场并连接到浮标上等待它们的线路。

“没有进行任何海底作业,没有潜水员参与,也没有遥控潜水器,”沃马尔德说。“你连接顶部,然后你所要做的就是释放配重,配重会拉紧绳索。”

目前,该公司正在测试 1/30 比例。今年早些时候,Gazelle 与葡萄牙可再生能源开发商 WAM Horizon 合作,加速使用 Gazelle 设计的试点开发。  

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