欧洲和亚洲已经有几个全面的浮动风电场在运营。
图片：路透社北加州拥有美国一些最强的海上风力，使其具有生产可再生能源的巨大潜力。
它们可以产生 4.6 吉瓦的电力，足以为 160 万户家庭供电。
大陆架迅速下降，安装风力涡轮机变得昂贵且几乎不可能。
一种解决方案是使涡轮机漂浮。
欧洲和亚洲已经有几个全面的浮动风电场在运营。
北加州拥有美国一些最强的海上风力，具有生产清洁能源的巨大潜力。
但它有一个问题。
它的大陆架迅速下降，如果不是不可能的话，直接在海底建造传统的风力涡轮机成本很高。
一旦水深超过大约 200 英尺——大约是一栋 18 层建筑的高度——这些“单桩”结构几乎是不可能的。
一种解决方案已经出现，正在世界各地进行测试：制造漂浮的风力涡轮机。
事实上，在加利福尼亚州，干旱给水电供应带来压力，火灾威胁到太平洋西北部的电力进口，在我们发言时，该州正在推进开发全国第一个浮动海上风电场的计划。
那么它们是如何工作的呢？涡轮机漂浮的三种主要方式浮动风力涡轮机的工作原理与其他风力涡轮机一样——风推动叶片，使转子转动，从而驱动发电机发电。
但是，不是将塔架直接嵌入地面或海底，而是将漂浮的风力涡轮机放置在一个平台上，平台上有系泊缆绳，如链或绳索，这些缆绳连接到下方海床的锚点。
这些系泊缆绳将涡轮机固定到位以抵抗风，并将其连接到将电力送回岸边的电缆上。
三种常见的浮动式风力发电机平台类型。
图片：乔什·鲍尔/NREL大部分稳定性由浮动平台本身提供。
诀窍是设计平台，使涡轮机在强风或风暴中不会倾斜太多。
平台主要有以下三种类型：1) 翼梁浮标平台是一个长的空心圆柱体，从涡轮塔向下延伸。
它垂直漂浮在深水中，在圆筒底部用压载物加重以降低其重心。
然后将其固定到位，但带有松弛的绳索，使其可以随水移动以避免损坏。
多年来，石油和天然气行业一直在海上作业中使用Spar 浮标。
2) 半潜式平台有从塔向外展开的大型浮动船体，也锚定以防止漂流。
设计人员一直在尝试在其中一些船体上安装多个涡轮机。
3) 张力腿平台有较小的平台，绷紧的线直接延伸到下面的地板。
它们更轻，但更容易受到地震或海啸的影响，因为它们更多地依靠系泊绳和锚来保持稳定性。
每个平台都必须支撑涡轮机的重量并在涡轮机运行时保持稳定。
之所以能做到这一点，部分原因是空心平台通常由大型钢或混凝土结构制成，可提供浮力来支撑涡轮机。
由于有些可以在港口完全组装并拖出进行安装，因此它们可能比固定底部结构便宜得多，后者需要专门的船只进行现场安装。
浮动平台可以支持可产生 10 兆瓦或更多电力的风力涡轮机- 这与其他海上风力涡轮机的大小相似，并且是您在现场可能会看到的典型陆上风力涡轮机容量的数倍。
为什么我们需要浮动涡轮机？一些最强的风力资源远离海岸，位于水下数百英尺的地方，例如美国西海岸、五大湖、地中海和日本海岸。
2021 年 5 月，内政部长 Deb Haaland 和加利福尼亚州州长 Gavin Newsom宣布计划开放西海岸、加利福尼亚中部莫罗湾附近和俄勒冈州线附近的部分地区，用于海上风电。
那里的水很快就会变深，所以任何离岸边几英里的风电场都需要浮动涡轮机。
纽森表示，该地区最初可以提供 4.6 吉瓦的清洁能源，足以为 160 万户家庭供电。
这是当今美国海上风电总量的100 多倍。
美国一些最强大的海上风电潜力位于水太深而无法安装固定涡轮机的地区，包括西海岸和缅因州的海上。
图片：NREL在全球范围内，几个全面的示范项目已经在欧洲和亚洲运行。
该Hywind项目苏格兰成为第一个商业规模的海上浮动式风力发电场在2017年，由挪威能源公司Equinor设计晶石浮标支持次6兆瓦的涡轮机。
虽然漂浮式海上风电场正在成为一种商业技术，但仍然存在需要解决的技术挑战。
平台运动可能会对叶片和塔架造成更大的力，以及更复杂和不稳定的空气动力学。
此外，随着水深变得非常深，系泊缆、锚和电缆的成本可能会变得非常高，因此将需要更便宜但仍然可靠的技术。
预计在不久的将来会看到更多由浮动结构支撑的海上涡轮机。
