海上风力发电装置基础的结构设计【开题报告】

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1、毕业论文开题报告船舶与海洋工程海上风力发电装置基础的结构设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1．中国风力发电现状中国风力发电起步较晚，但发展较快，目前风力发电机组的研制开发重点分两方面，一是1KW以下独立运行的小型风力发电机组，二是100KW以上并网运行的大型风力发电机组。20世纪80年代中期，中国开始规划风力发电场的建设。1983年在山东荣城引进3台丹麦55KW风力发电机组，开始并网风力发电技术的试验和示范。1986年在新疆达坂城安装了1台100KW风力发电机组，1989年又安装了13台150KW风力发电机组，同年在内蒙古朱日和也安装5台美国100KW

2、机组，开始了中国风电场运行的试验和示范。特别近年来，中国的风力风电场建设取得了较好的经济效益和巨大的发展。据统计，到2001年底，中国共建有27座风电场，装机812台，总容量39.98985万KW。目前正处于前期工作阶段和正在建设的风电场以遍及10多个省，市和自治区。2．世界风力发电现状20世纪80年代以来，工业发达国家对风力发电机组的研制取得了巨大进展。1987年美国研制出单机容量为3.2MV的水平轴风力发电机组，安装于夏威夷群岛的瓦胡岛上。1987年加拿大研制出来单机容量为4.0MV的立轴达里厄风力发电机组，安装于魁北克省的凯普-柴特。进入20世纪80年代，单机容量在

3、100KW以上的水平轴风力发电机组的研究开发及生产在欧洲的丹麦，德国，荷兰，西班牙等国取得了快速发展。到20世纪90年代，单机容量在100到200KW的机组已在中型和大型风电场中成为主导型。同时单机容量在1MW以上的风力发电机组也研制开发成功，并在风电场中成功运行。世界风电总装机容量1997年底为746万KW，1998年底为1015万KW，1999年底为1393万KW，2000年达1845万KW，2001年达2493万KW，2002年达3112KW，平均年增长率在百分之三十以上。世界能源委员会预计，全世界到2020年风力发电装机容量可达1.8亿到4.7亿KW。3.风力发电

4、展望和趋势5风力发电技术目前还在不断发展，主要体现在单机容量不断增大上。目前主流发电机组的功率，以上升到600到750KW，MW级的机组也成批生产，24MW级的机组已在实验生产。这就必然要采用一些新的复合材料和新的技术。例如，单机容量不断增大，桨叶的长度也在不断增长，容量为2MW的风力机叶轮扫风直径达72M。目前最长的叶片以做到50M。桨叶材料由玻璃纤维增强树脂发展为强度高，重量轻的碳纤维。桨叶也向柔性方向发展。早期的一些风力机浆叶是根据直升飞机的机翼设计的，而风力机捕捉风能的效率。例如，在美国，国家可再生能源实验室研制开发了一种新型叶片，比早期的一些风力机桨叶捕捉风能的

5、能力要到百分之二十，目前，丹麦，美国，德国等风电科技较发达的国家，有许多专业研究人员在利用较先进的设备和技术条件致力与新叶型的从理论到应用的研究开发。发展海上风电场也成为新的大型风力发电机组的应用领域而受到重视。丹麦，德国，西班牙，瑞典等国都在规划较大的海上风电场项目。这是由于海上风速较路上大且稳定，一般路上风电场平均设备利用为2000h，好的为2600h，而在海上则可达3000h以上，为便于浮吊的施工，海上风电场一般建在水深为3到8m处，因而同容量装机要比陆上成本增加百分之六十（海上基础占百分之二十三，线路占百分之二十，陆上仅占百分之五）左右，但发电量可以增加百分之五十

6、以上。4.开发利用风能的动因风能作为一种新能源它的开发利用是有一定动因的，而且随着时间的推移，开发利用风能的动因也在变化。下面主要从经济，环境，社会和技术进步四方面来介绍风能开发利用的动因。（1）经济最优化能源供应的经济最优化提供了重视开发利用的基本原理。在偏远地区，电力供应困难。与常规电网延伸和柴汽油机发电相比，利用小型离网风力发电系统供电有成本优势。例如在内蒙古农牧区，利用小型离电网风力发电系统供电，农牧户承担的成本约为2元每KW左右。如果用电网延伸的方法，农牧户承担的成本高于8元每KW。在这些地区，利用汽油，柴油发电机的供电，考虑油料的运输成本，农牧户承担的成本也要

7、高于6元每KW（2）化石能源资源枯竭与供应安全进入工业社会后，人类在飞速发展自己的文明过程中经历了多次能源危机。人们开始认识到，无限制的开采煤炭，石油，天然气等化石能源，终有资源枯竭的一天。目前石油储量约1300亿吨，年消耗量约35亿吨，计今后25年中平均年消耗量将达50亿吨，即使加上新发现的油田，专家估计总储量也不会超过2000亿吨，石油资源在四五十年后也将枯竭。为了人类社会的可持续发展，当务之急是寻找和研究利用其他可再生资源。风能作为新能源中最具工业开发潜力的可再生能源，就格外引起人们的瞩目。一些国家要靠进口化石能源来满足