风电基础的直径和深度没有固定的标准数值,会受到风机容量、地质条件、风电场环境等多种因素影响:
单机容量在1MW以下的小型陆上风机,其基础直径一般在4-8米左右,基础深度大概在2-4米。这类风机重量和所受荷载相对较小,对基础的承载能力要求相对较低。比如一些用于分布式发电的小型风机,在地质条件较好的区域,基础直径可能仅为4米,深度2米就能满足稳定运行的需求。
单机容量在1-3MW的中型陆上风机,基础直径通常在8-12米,基础深度为4-6米。以常见的2MW陆上风机为例,为了承受风机运行时产生的较大荷载,基础直径可能会达到10米,深度5米,通过较大的基础尺寸来分散荷载,保证风机的稳定性。
对于单机容量3MW以上的大型陆上风机,基础直径往往在12-20米甚至更大,基础深度可达6-10米。像5MW及以上的超大容量陆上风机,基础直径可能超过15米,深度达到8米,因为这类风机叶片更长、重量更大,运行时受到的风力荷载和振动荷载也更大,需要更庞大、更稳固的基础来支撑。
在岩石地基上建设风电基础,由于岩石的承载能力强,基础直径和深度相对可以小一些。如果岩石完整性好、强度高,基础直径可能在6-10米,深度3-5米。比如在一些山区风电场,岩石埋藏较浅且质量好,就可以适当减小基础尺寸,同时通过锚杆等措施将基础与岩石紧密连接,增强基础的稳定性。
在软土地基上,为了保证基础的稳定性,需要更大的基础直径和深度。基础直径可能达到10-20米,深度在5-10米。因为软土的压缩性高、承载能力低,需要通过扩大基础底面积来减小地基所受压力,增加基础深度来提高基础的抗倾覆和抗滑移能力。比如在沿海滩涂等软土地基区域建设风电场,就需要对地基进行处理,如采用桩基础等形式,增加基础的深度和直径,以满足风机运行的要求。
内陆平原地区风速相对较为稳定,风机所受的风力荷载波动较小。在这种环境下,同等容量风机的基础直径和深度相较于其他复杂环境可以适当减小。例如在华北平原地区,2MW风机基础直径可能在9米,深度4.5米左右。
沿海地区风速大且风向变化频繁,高风速地区风机承受的风力荷载更大。所以在这些区域,风电基础直径和深度通常会更大。以沿海地区的5MW风机为例,基础直径可能达到18米,深度9米,通过增加基础的重量和尺寸来抵抗强风带来的巨大倾覆力矩,确保风机的安全稳定运行。