一、概述：
中國已建和在建的海上風電項目有上海東海大橋10 萬千瓦項目、江蘇如東潮間帶15萬千瓦示范項目以及2010 年國家發改委啟動的首輪100 萬千瓦海上風電招標項目。
二、基礎結構的分類
基礎結構類型可分為：樁式基礎，導管架式基礎， 重力式基礎，浮動式基礎等多種結構形式。
單樁基礎由大直徑鋼管組成， 是目前應用最多的風力發電機組基礎， 該中形式基礎是用液壓撞錘將一根鋼管夯入海床或者鉆孔安裝在海床形成的基礎。其重量一般為150t-400t ，主要適用于淺水及 20 ～25 m 的中等水域、土質條件較好的海上風電場項目。這種基礎目前已經廣泛地應用于歐洲海上風電場，成為歐洲安裝風力發電機的“半標準”方法。
優點：是無需海床準備、安裝簡便。
缺點：移動困難; 并且于直徑較大需要特殊的打樁船進行海上作業， 如果安裝地點的海床是巖石，還要增加鉆洞的費用。
1.多樁基礎
多樁基礎的概念源于海上油氣開發， 基礎由多個樁基打入地基土內， 樁基可以打成傾斜或者豎直，用以抵抗波浪、水流力。中間以灌漿或成型方式(上部承臺/ 三腳架/ 四腳架/ 導管架)連接塔架適用于中等水深到深水區域風場。
優點：適用于各種地質條件、水深，重量較輕， 建造和施工方便， 無需做任何海床準備;
缺點：建造成本高， 安裝需要專用設備， 施工安裝費用較高， 達到工作年限后很難移動。
應用情況： 2007 年英國Beat rice 示范海上風電場，兩臺5MW的風機均采用的四樁靴式導管架作為基礎，作業水深達到了45m，是目前海上風機固定式基礎中水深最大的;我國上海東大橋海上風場采用的是多樁混凝土承臺型式。
2. 三腳樁基礎
三腳樁基礎采用標準的三腿支撐結構， 由中心柱和3 根插入海床一定深度的圓柱鋼管和斜撐結構組成。鋼管樁通過特殊灌漿或樁模與上部結構相連， 可以采用垂直或傾斜管套， 中心柱提供風機塔架的基本支撐，類似于單樁基礎。其重量一般在125~150t 左右，適用水深為20~40m。
這種基礎由單塔架結構簡化演變而來， 同時又增強了周圍結構的剛度和強度， 在海洋油氣工業中較為常見。
3. 導管架基礎
典型的導管架式基礎為三腿或四腿結構由圓柱鋼管構成。導管架基礎形式在深海采油平臺的建設中已經成熟應用，可推廣應用于海上風電。
4. 重力式基礎
重力式基礎是最早應用于海上風電場建設的基礎型式。原理是依靠其自身巨大的重量以固定風機，分為混凝土和鋼沉降兩種形式。適用于水深小于 10 m 的任何地質條件海床。
優點：結構簡單、造價低;受海床沙礫影響不大;抗風暴和風浪襲擊性能好，其穩定性和可靠性是所有基礎中最好的。
缺點：需要預先海床準備，海上施工周期較長;體積大、重量大，使得安裝起來不方便且運輸費用高;適用水深范圍過狹窄，隨著水深的增加，成本急劇升高。
5. 浮動式基礎(概念階段)
固定式基礎比如單樁式和重力式適應的水深只限在30m左右，無法向著更深的水域發展。而浮動式基礎可適用于大于50m的水深。浮式基礎按系泊系統可分為：日本的SPAR式、美國的張力腿式和荷蘭的浮箱式。SPAR式基礎，通過壓載艙使得整個系統的重心壓， 低至浮心之下來保證整個風機在水中的穩定，再通過3 根懸鏈線來保持整個風機的位置。張力腿基礎，通過系泊線的張力來固定和保持整個風機的穩定。浮箱式基礎，依靠自身重力和浮力的平衡以及懸鏈線來保證整個風機的穩定和位置。
6. 總結：
挪威船級社(DNV)標準中定義了不同風機結構概念的設計要求。根據海水深度和經濟性考慮海上風場基礎的選擇見下表。
目前已投人使用的基礎形式有重力式、吸力式和單樁式， 還有近年國外開始投人使用的三角架式和導管架式等。導管架平臺在海洋油氣工業中是各種水深(600 m以下) 的最佳選擇平臺之一，技術比較成熟，可以滿足未來大型風電場建設的需要，因此有很好的應用前景。
就中國市場來說，未來一段時期內，將以近海50 m 以下水深海域開發為主要對象，所以單樁基礎是中國風場未來建設的一個重點。
三、塔身結構的分類
塔身結構可分為：單柱式塔身和析架塔身。
四、海上風機的設計
海上風場設計主要包括載荷分析、基礎結構設計、防腐蝕設計和防沖刷設計四個方面。
1. 載荷分析
風機基礎在海洋中所受的載荷非常復雜。單從環境載荷上來看主要是作用在塔架、風葉上的風荷載和作用在基礎上的波浪和水流載荷。由于此類載荷與氣候息息相關， 所以風場開發區域需要進行長期的勘查工作， 一般需要經歷2-3年，主要工作是建立監測點， 記錄數據，總結氣象規律， 作為基礎選型和設計的參考依據。另外， 風機本身產生的載荷通過風機支撐的傳遞也會影響到基礎結構，例如慣性和重力載荷、空氣動力載荷、運行載荷、流體動力載荷等。除此以外，還有海冰載荷、船舶沖擊載荷、海泥載荷( 固定基礎) 、錨鏈載荷( 浮式基礎) 、地震載荷等。
目前，在風機基礎設計中，對載荷的分析方法主要是利用設計軟件進行實景模擬分析，利用分析軟件建立風機結構、海風、波浪模型，進行強度和疲勞分析。
2. 防腐設計
海上風機支撐結構中的鋼結構長期暴露于海洋環境中， 根據鋼結構在海洋環境中不同位置的腐蝕程度的不同， 可以分成5 個部分: 海洋大氣區、飛濺區、潮差區、全浸區和海泥區。各區具有不同的特點，應采取相應的防腐措施。具體措施如下
1) 海洋大氣區的防腐蝕一般采用涂層保護或噴涂金屬層加封閉涂層保護。
2) 飛濺區和潮差區的平均潮位以上部位的防腐蝕一般采用重防蝕涂層或噴涂金屬層加封閉涂層保護，亦可采用包覆玻璃鋼、樹脂砂漿以及包覆合金進行保護。
3) 潮差區平均潮位以下部位，一般采用涂層與陰極保護聯合防腐蝕措施。
4) 全浸區的防腐蝕應采用陰極保護與涂層聯合防腐蝕措施或單獨采用陰極保護， 當單獨采用陰極保護時，應考慮施工期的防腐蝕措施。
5) 海泥區的防腐蝕應采用陰極保護。涂料保護、熱噴涂金屬保護和陰極保護都是海洋工程鋼結構經常采用的防腐蝕措施。涂料涂層和金屬熱噴涂層涂層系統應根據構件所處的環境條件，參照有關海上鋼結構防腐蝕規范進行設計。陰極保護是防止金屬腐蝕的一種電化學防腐蝕保護技術， 發明至今已大于100 年的歷史。陰極保護在海洋工程鋼結構防腐蝕領域已得到廣泛應用。目前，國外有多個海上風場已經使用了陰極保護技術。
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