法国海洋可再生能源结构工程商Ceteal公司日前表示，其在海上风电领域新推出的X形混凝土浮动基础平台与其他厂商的其他设计相比具有显著的制造和运营优势。
该公司研发总监PascalHeisel表示，开发的X形半潜式混凝土平台XCF是一种简单、灵活且具有成本竞争力的浮动式海上风能解决方案。无论海浪的涌动方向如何，其对称设计可确保平台的稳定和平衡。
简单的解决方案
其平台由X形浮筒末端的四个圆柱形浮子组成，其中心浮子平台用于承载风力发电涡轮机，并采用轻钢结构提供水平支撑。Heisel说，该公司从一开始就设计用于10MW及以上的风力涡轮机，其重点是易于大规模生产，并将整体尺寸保持在最低水平。
Ceteal公司通过与法国开发商Nass&Wind公司的合作开发并获得技术专利。Ceteal公司专门设计开发海上风能和潮汐能的基础平台，法国开发商Nass&Wind公司与DCNS(现为NavalEnergies)公司合作开发WinFlo浮动基础项目。Heisel解释说，两家公司在2015年开始研究如何为6MW以上的风力涡轮机设计更高效的浮动平台。
Ceteal公司将会借鉴其姊妹公司Mareal公司的知识和经验。而Mareal公司在石油和天然气行业的海上设计方面拥有超过15年的经验，其目的是提出一种尽可能简单的解决方案，因此不会轻易导致项目失败。Heise表示，他们使用电子表格来创建设计，应用计算来检查概念，而不是首先付诸实践。“解决问题的最好办法就是做好规划和准备。”他说。
Ceteal公司还通过分离出四个主要功能简化了设计过程：垂直载荷、倾覆力矩、水平位移、动力学特性。
该公司最初的决定是构建钢筋混凝土平台还是钢质平台。Heisel表示，混凝土具有很好的特性，因为其材料不易疲劳和腐蚀，使用寿命更长，成本更低，并且更多地利用当地供应链。
钢筋混凝土圆形部件念依赖于其形状阻力可以提供更高的强度，并有助于确保耐波性。这也意味着当海水冲刷其结构顶部时，不会受到波浪撞击或水力负荷的影响。其浮筒由内部矩形框架组成，该框架具有抵抗倾覆力矩，由圆柱形外壳保护以抵抗海浪的压力。
初步研究表明，平台采用三个漂浮物不足以支撑大型涡轮机，因此Ceteal公司采用四个漂浮物。这具有提供两个对称轴设计的附加优点，使得无论海浪涌动的方向如何，其平台将保持稳定平衡。这意味着XCF平台可以在恶劣的多向环境中应用，例如在旋风区域中的环境。四个浮子在某个浮子损坏的情况下也将提供更多冗余。
XCF平台也可以采用六个甚至八个浮筒和浮子。“由于12MW风力涡轮机最近刚刚推出，我们还不知道它们的所有特性。”Heisel说，“而根据港口设施和现场条件，采用六个漂浮物可能更加经济可行。”
设计灵活
该设计在许多其他方面也很灵活。例如，有多种方法可以将风力涡轮机塔架固定到中央浮子上，虽然它是为简单且经过充分验证的悬链系泊设计的，但该平台可以适用于张力腿系统。
Heisel说，XCF平台也可以采用钢材制造，虽然这不会那么有效。钢材与混凝土相比质量更轻。这意味着重量和浮力之间的比例有所不同的，需要不同的尺寸，并且提供不同的经济可行性。
该平台适用于不同尺寸的涡轮机，并将成为系列产品。风力涡轮机的部署也取决于基础平台，其中一些容忍倾斜度低于其他基础平台。“对风力涡轮机和平台进行耦合设计非常重要。”Heisel指出。这不仅对于浮子式联轴器很重要，而且对于港口设施也很重要。更高、更重的涡轮机需要更大的浮子尺寸，从而影响港口所需的空间和最小水深。
Heisel表示，在尺寸方面，浮动平台是一个正方形，平台每边长度大约是涡轮机高度的一半。相比之下，对于不太紧凑的设计，每侧长度大约为涡轮机高度的三分之二。对于120米高的涡轮机，该平台的尺寸约为60×60米。然而，模块化结构和X形结构允许更有效地使用承载空间。
