風電是可再生的無污染的能源。海上風能資源豐富而且穩(wěn)定,風況優(yōu)于陸地,且受土地利用、噪聲污染、鳥類保護、電磁波干擾較少,不涉及土地征用等問題。海上風電將成為一個迅速發(fā)展的風電市場。
海上風資源的測量調(diào)查也日益被重視。主要測量要素包括氣象要素(風速、風向、溫度、壓力、濕度)和海洋物理的要素(波、浪、流速、潮、海水鹽度、濁度等,重點測量海流、波、浪)。
海上測風塔是一種用于測量風能參數(shù)的高聳塔架結(jié)構(gòu),即一種用于對近地面氣流運動情況進行觀測、記錄的塔形構(gòu)筑物。測風塔架多為絎架式結(jié)構(gòu)和圓筒式結(jié)構(gòu),采用鋼絞線斜拉加固方式,高度一般為10-150米。在塔體不同高度處安裝有風速計、風向標以及溫度、氣壓等監(jiān)測設備。可全天候不間斷地對場址風力情況進行觀測,測量數(shù)據(jù)被記錄并存儲于安裝在塔體上的數(shù)據(jù)記錄儀中。
日前,國家能源集團國電電力浙江舟山海上風電公司象山1號(二期)項目即將進入測風階段,該項目為浙江省最大海上風電項目。使用的海上測風塔具備國內(nèi)轉(zhuǎn)為專業(yè)的風資源數(shù)據(jù)收集與分析能力。測風塔塔高120米,在20、50、80、100、120米處各設置兩個風向儀和風速儀,共計配備兩套完整風資源收集設備,采用世界先進的RNG風資源數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
項目總體建成后可進一步加快浙江省海上清潔低碳新能源的發(fā)展步伐,保證該地區(qū)未來綠色能源長效提供。
測風塔
是一種用于測量風能參數(shù)的高聳塔架結(jié)構(gòu),即一種用于對近地面氣流運動情況進行觀測、記錄的塔形構(gòu)筑物。以前多由風力發(fā)電企業(yè)、氣象、環(huán)保部門建造,用于氣象觀測和大氣環(huán)境監(jiān)測。測風塔的組成部分包括塔底座、塔柱、橫桿、斜桿、風速儀支架、避針、拉線(自立塔無)。測風塔是作為用于風資源的數(shù)據(jù)采集的需要而新興的一種塔型,測風塔架設在目標風場內(nèi),目的是為了分析該風場內(nèi)風能資源的實際情況。在塔體不同高度處安裝有風速計、風向標以及溫度、氣壓等監(jiān)測設備??扇旌虿婚g斷地對場址風力情況進行觀測,測量數(shù)據(jù)被記錄并存儲于安裝在塔體上的數(shù)據(jù)記錄儀今。需要開展3—5年風能資源觀測工作,才能滿足為風場內(nèi)風能條件進行評估要求。側(cè)風塔架設在風電場場址內(nèi),多為折架式結(jié)構(gòu)和圓筒式結(jié)構(gòu),采用鋼絞線斜拉加固方式,高度一般為10—150米。根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)定,側(cè)風塔高度普遍為100M。
測風塔結(jié)構(gòu)的荷載作用按照作用時間的變異性和持續(xù)性分類可分為三類:即永久荷載、可變荷載和偶然荷載。
1、永久荷載
永久荷載是指統(tǒng)計規(guī)律與時間參數(shù)無關,其量值在整個設計基準期內(nèi)基本保持不變的荷載,一般的永久荷載由有結(jié)構(gòu)自重、固定設備重、導線和線網(wǎng)張力、結(jié)構(gòu)上的物料重、基礎上的土重、土壓力等。
2、可變荷載
可變荷載是指統(tǒng)計規(guī)律與時間參數(shù)有關,其量值在整個設計基準期內(nèi)可以變化的荷載,可變荷武一般包活有風荷載、裹冰荷載、地震作用、雪荷載、安裝或檢修荷載、塔樓樓面或平臺的活荷載、溫度變化、基礎不均勻沉陷等。
3、偶然荷載
偶然荷載是指在整個設計基準期內(nèi)不一定出現(xiàn),而一旦出現(xiàn)其量值很大的荷裁,一般有線網(wǎng)拉斷的作用力、桅桿纖繩絕緣子或支座絕緣破壞的作用力等。按照結(jié)構(gòu)的動力反應分類可以分為動力荷載和靜力荷載。動力荷載由慣性力的作用,靜力荷載則是荷載本身有一定的動力特性,使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的慣性力及動力效應可以忽略的荷載。
風向風速儀
風向、風速儀用于測量瞬時風速風向,具有自動顯示功能。主要由支桿,風標,風杯,風速風向感應器組成,風標的指向即為來風方向,根據(jù)風杯的轉(zhuǎn)速來計算出風速。所以也叫風杯式風向風速儀。
風向儀由風向標、風向度盤(磁羅盤)等組成,風向示值由風向指針在風向度盤上的位置來確定。風速儀是測量空氣流速的儀器。風速儀表屬于安全防護、環(huán)境監(jiān)測類的計量儀表。它的種類較多,氣象臺站常用的為風杯風速計,轉(zhuǎn)杯式風速計比較早由英國魯賓孫發(fā)明,當時是四杯,后來改用三杯。三個互成120度固定在架上的拋物形或半球形的空杯都順一面,整個架子連同風杯裝在一個可以自由轉(zhuǎn)動的軸上。在風力的作用下風杯繞軸旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速正比于風速。轉(zhuǎn)速可以用電觸點、測速發(fā)電機或光電計數(shù)器等記錄。數(shù)字風速儀是專為各種大型機械設備研制開發(fā)的大型智能風速傳感報警設備,其內(nèi)部采用了先進數(shù)字風速儀。數(shù)字風速儀用于測量瞬時風速和平均風速,具有自動監(jiān)測、實時顯示、超限報警控制等功能。
風向風速儀能全程跟蹤記錄風速風向變化,自動記錄風速風向數(shù)據(jù)。整機電路采用低功耗處理,采用內(nèi)置高容量鋰電池供電;能在水文測站、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、電廠、海島、交通、礦場等行業(yè)提供最原始的記錄風速風向數(shù)據(jù)。風速的測試方法 風速測試有平均風速的測試和紊流成分(風的亂流1~150KHz、與變動不同)的測試。測試平均風速的方法有熱式、超音波式、葉輪式、風杯式及皮拖管式等
風向風速儀工作原理
1.風向部分
風向部分由保護風向度盤的回彈頂桿所支撐。整體結(jié)構(gòu)由風向標,風向軸及風向度盤等組成,裝在風向度盤上的磁棒與風向度盤組成磁羅盤用來確定風向方位。當下拉鎖定旋鈕并向右旋轉(zhuǎn)定位時,回彈頂桿將風向度盤放下,使錐形寶石軸承與軸尖相接觸,此時風向度盤將自動定北。風向示值由風向指針在風向度盤上的穩(wěn)定位置來確定。當左旋轉(zhuǎn)鎖定旋鈕并使其向上回彈復位時,回彈頂桿將風向度盤頂起并定位在儀器上部,并使錐形寶石軸承與軸尖相分離,以保護風向度盤及軸承與軸尖不受損壞。(注:當儀器使用完畢后必須及時回復此狀態(tài))
2.風速部分
風速的傳感器采用的是傳統(tǒng)的二杯旋轉(zhuǎn)架結(jié)構(gòu)。它將風速變成旋轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)速。為了減小啟動風速,采用特殊材料的輕質(zhì)風杯和寶石軸承支撐。通過固定在旋轉(zhuǎn)架上的裝置經(jīng)傳感器檢測后將信號傳送到主機內(nèi)進行測算。
風速計內(nèi)的單片機對風傳感器的輸出信號進行采樣,校正,計算,最 后由儀器輸出瞬時風速/一分鐘平均風速/瞬時風級/一分鐘平均風級/平均風級對應的浪高5個參數(shù)。測得的參數(shù)在儀器的液晶顯示器上采用數(shù)字直接顯示出來。為了減少儀器的功耗,儀器中的傳感器和單片機都采取了一系列降低功耗的專門措施。為了保證數(shù)據(jù)的可靠,當電源電壓太低時,顯示器下部電池標記顯示缺電,提示用戶電源電壓太低數(shù)據(jù)已不可靠,需要及時更換電池。