海上风力单桩的新设计方法,为工业节省成本

图像
图为在法国敦刻尔克进行的2m直径桩场测试,用于验证新的设计方法

这些定制方法的成功现场测试验证表明,以前的方法低估了海底土壤对地基的支持,导致单桩的设计计算过于保守。

据估计,这些更精确的方法有可能在某些设计条件下减少高达30%的基础钢材需求,实现显著的成本节约。

这些新的设计方法是本研究的成果获奖桩土分析(PISA)项目,一个350万英镑的联合行业研究项目(JIP),由Ørsted领导,并通过碳信托的海上风能加速器计划运行。狗万滚球app下载学术工作组由牛津大学领导,伦敦帝国理工学院和都柏林大学学院也参与其中。

以前对风力涡轮机基础性能的估计是基于海上石油和天然气平台的设计方法,其中基础桩的直径较小,长度更长,并且必须在使用过程中抵抗不同的荷载条件。新的设计方法专门针对更大直径的单桩几何结构,以及风力涡轮机的加载条件,允许针对特定地理位置定制优化涡轮机基础和结构。

现场测试为新设计模型提供了验证数据,在两个地点进行了测试,其特征与北海的测试相似;英国考登的粘土条件;法国敦刻尔克的沙子状况。新的知识现在已公开供风力发电行业使用,以提出新的风电场发展,如Ørsted所示,他们已将新方法应用于他们的霍恩西风电场。

碳信托离岸风能总监Jan Matthiesen评论道:狗万滚球app下载

“我们相信,这些新方法将对行业理解土壤条件和单桩基础之间的相互作用产生重大影响。这是产业界和学术界多年合作的结晶。取代最初为油气行业开发的模型是进一步降低成本的关键一步。”

牛津大学工程科学教授、PISA项目首席研究员Byron Byrne表示:

“PISA项目是工业界和学术界紧密合作解决对海上风电行业真正重要的工程问题的一个极好的例子,很高兴看到所有八篇论文现在都可以通过Géotechnique开放获取。以这种方式传播工作有助于更广泛、更快速地吸收新知识,不仅是行业的风电场设计,也是学术界新研究计划的基础。”

PISA项目由Ørsted领导,Jesper Skov Gretlund担任项目经理,Miguel Pacheco Andrade担任技术经理。关于PISA项目对海上风电行业的价值,Miguel解释道:

“由最负盛名的岩土工程杂志之一Géotechnique发布的PISA论文是这一成功的JIP的另一个重要里程碑。PISA框架现在被海上风力发电行业的所有主要参与者常规用于设计,从而为全球海上风力发电场提供更高效和更具成本效益的单桩基础。PISA方法的使用代表了海上岩土工程设计的一个重大范式转变。它不仅为单桩基础节省了大量钢材,而且PISA的使用让我们在设计计算中更有信心。”

这八篇PISA论文现在可以从土木工程师学会网站上的Géotechnique期刊上开放获取www.icevirtuallibrary.com

PISA项目获得了前阿尔斯通(现通用电气可再生能源)、EDF可再生能源、E.ON(现莱茵集团)、Equinor、Iberdrola、innogy、Ørsted、SSE、Statkraft、Van Oord和Vattenfall的技术投入和资金支持

结束

编辑注意事项:

*此插入于2020年4月17日添加

PISA#1站点特征
PISA#2现场测试方法
PISA#3在考登的冰川粘土中进行实地测试
在敦刻尔克的海沙中进行实地测试
冰粘土犁的有限元建模
PISA#6海洋沙的有限元建模
PISA#7:冰川粘土犁的PISA设计模型
PISA#8:海洋沙子的PISA设计模型

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