Le principe de l'énergie éolienne offshore et de la production d'énergie éolienne ordinaire est le même, c'est l'utilisation du vent en mer pour entraîner la rotation des pales de l'éolienne, l'énergie cinétique du vent marin en énergie cinétique mécanique, puis grâce au booster de vitesse fera tourner la vitesse, l'énergie mécanique en énergie cinétique électrique, incitant le générateur à produire de l'électricité.
Ces dernières années, la Chine a connu un développement rapide de l'éolien offshore, sa capacité installée restant la première au monde. Grâce à l'accélération de la mise en place de projets éoliens offshore et à l'exploration continue du milieu marin, l'industrie éolienne offshore a progressivement progressé vers des installations de haute puissance en haute mer, formant ainsi une chaîne industrielle et une chaîne d'approvisionnement complètes, de premier plan et compétitives à l'échelle mondiale. Actuellement, 60% d'équipements éoliens sur le marché mondial proviennent de Chine.
À propos de l'énergie éolienne offshore
1. Développement des fondations des éoliennes offshore
Les fondations des éoliennes offshore sont soumises à des vents, des vagues, des courants forts et à d'autres charges alternantes, ainsi qu'à un environnement fortement corrosif, à des fondations imposantes, à des exigences élevées en matière d'équipements de construction et à des processus complexes. Lors de la conception des fondations d'éoliennes, les facteurs qui influencent le choix de la fondation sont : les conditions géologiques du fond marin, la distance de la côte, la profondeur de l'eau, l'influence des charges externes telles que le vent, les vagues et les courants, ainsi que l'impact de l'environnement écologique, les conditions géologiques du fond marin et la profondeur de l'eau étant les principaux facteurs d'influence.
2. État des ressources en équipements de construction d'éoliennes offshore chinoises
Le secteur national de la construction de parcs éoliens offshore, après une exploration et une pratique graduelles de l'ingénierie, a permis de constituer un ensemble de programmes de construction rentables et performants, ainsi que des équipements de soutien aux navires. Actuellement, la tendance du développement de la construction de parcs éoliens offshore nationaux est à la spécialisation des navires, c'est-à-dire à l'utilisation de navires différents pour la construction, adaptés à différents procédés et adaptés à différents types de navires, tout en offrant des caractéristiques de flexibilité, d'adaptabilité, de sécurité et d'efficacité.
3. Navire de construction principal
Les exigences en matière d'équipements de construction de fondations monopieu pour éoliennes sont les plus élevées, notamment pour les navires-grues flottants. Actuellement, le procédé le plus abouti pour la construction de pieux monopieu pour fondations monopieu consiste à installer une première plateforme stable et réutilisable à l'aide d'un navire-grue flottant. L'installation d'éoliennes offshore utilise un navire-grue auto-élévateur pour une installation séparée. Ainsi, les navires-grues flottants et les navires-grues auto-élévateurs sont actuellement les deux principaux types de navires d'ingénierie pour la construction d'éoliennes offshore en Chine.
4.Forme de la structure de fondation de l'éolienne offshore
(1) Monopile : le plus utilisé, la part des eaux européennes jusqu'à 81%, pour la profondeur d'eau de mer de 0 à 30 m.
Avantages : technologie mature, bonne économie, adaptabilité ; inconvénients : faible rigidité structurelle, facile à déformer, impact de l'érosion du fond marin.
(2) Plateforme porteuse multipieux : mécanisme en béton armé couramment utilisé, est une structure courante de fondation de pilier côtier et de pilier de pont, adaptée à la mer proche du rivage de 0 à 30 m.
Avantages : technologie de construction mature, bonne anti-collision, bonne adaptabilité aux sols meubles ; inconvénients : temps de construction long en mer, procédures compliquées, ne convient pas aux eaux profondes.
(3) Type de gravité : est l'une des principales formes de structure de fondation d'éolienne offshore, conditions applicables : profondeur d'eau de 0 à 30 m en mer.
Avantages : structure simple, bonne stabilité, faible charge de travail d'installation sur site ; inconvénients : exigences élevées en matière de conditions géologiques du fond marin, nécessité de conditions plus profondes et mieux dissimulées des quais préfabriqués et des conditions de l'eau.
4) Type à plusieurs pieds : divisé en fondation à trois pieds et à plusieurs pieds, en prenant le trépied comme exemple, en utilisant la structure de support standard à trois pieds, conditions applicables : profondeur d'eau 0-30 m zone maritime.
Avantages : peu d'exigences en matière d'équipement, coût entre la fondation monopile et la fondation à cadre de conduit, facile à entrer en collision avec les navires.
À propos de l'énergie éolienne offshore du CRRC
L'éolienne offshore développée par CRRC couvre une puissance de 8 à 12 MW. Son diamètre d'hélice atteint 225 m et sa surface balayée par le vent s'étend sur environ 40 000 m², soit l'équivalent de 5,6 terrains de football. Cette plateforme permet une configuration de développement personnalisée selon les spécificités régionales des différentes zones maritimes afin d'optimiser le rendement client et de minimiser les coûts d'électricité sur l'ensemble du cycle de vie.
L'unité présente un rendement énergétique élevé, avec une production de 22 kWh par tour à la vitesse nominale du vent. Une seule unité peut produire environ 50 millions de kWh d'électricité propre par an. Elle présente d'importants avantages en termes d'économies d'énergie et de réduction des émissions. Elle intègre des technologies de pointe et des concepts de conception optimisés en termes de coûts, tels qu'une conception de pales à haut rendement pour la production d'énergie, une structure légère à entraînement semi-direct, un système électrique hautement tolérant aux pannes, un transformateur monté sur le dessus, un système de levage intégré et un robot d'inspection orbitale en cabine.
Caractéristiques techniques des systèmes de transmission d'énergie éolienne
1. Système hautement intégré
Le système de transmission adopte une structure ultra compacte et intégrée avec une conception intégrée de la boîte de vitesses et du générateur, ce qui réduit le poids du générateur et raccourcit considérablement la dimension axiale du générateur et de la boîte de vitesses, rendant le système de transmission plus compact et l'intégration du système plus élevée.
2.Adaptation élevée du système
Les paramètres du convertisseur, du générateur et du réducteur sont parfaitement adaptés, et la compatibilité mutuelle des composants internes du système est pleinement prise en compte dès le début de la conception. Grâce à l'analyse de la dynamique multi-corps, à la simulation du couplage de champs multiphysiques et à de multiples itérations d'optimisation, l'ensemble du système de transmission est parfaitement adapté et présente de faibles vibrations ; il est ainsi plus respectueux du réseau électrique.
3. Haute fiabilité
Il adopte un système d'isolation fiable pour s'adapter au taux de changement de tension élevé et à la tension de pointe du convertisseur ; la structure du pôle magnétique adopte une structure entièrement scellée et a réussi les tests de chaleur humide, de brouillard salin, de moisissure, d'impact à haute et basse température pour améliorer la fiabilité opérationnelle dans des conditions offshore ; il adopte un système anti-corrosion spécial pour répondre aux exigences « sévères » de l'environnement d'exploitation offshore.
4. Faible élévation de température
La technologie brevetée de refroidissement à haute efficacité, la conception innovante de la structure de guidage d'air à faible résistance au vent, réduisent la perte de pression du vent, optimisent le gradient de distribution de température du système de refroidissement par eau, améliorent le taux d'utilisation du système de refroidissement et surmontent le problème de l'augmentation de la température du système de transmission domestique de classe 10 MW
5. Faible vibration
Grâce à l'analyse de simulation de la dynamique du système de transmission, l'électromagnétique et la structure du générateur, la structure de la boîte de vitesses et d'autres optimisations, l'utilisation d'une conception de fente spéciale, grâce à l'optimisation de la taille de la structure du pôle du rotor, réduisent le contenu harmonique, améliorent la qualité de l'énergie, réduisent les pulsations de couple, les vibrations et le bruit pour atteindre le plus bas, une bonne adaptabilité à l'environnement marin.
La force du CRRC
Comptant parmi les premières entreprises chinoises à s'implanter dans le secteur de l'énergie éolienne, CRRC a étendu les technologies de pointe acquises dans le secteur du transport ferroviaire au secteur des nouvelles énergies et a appliqué avec succès les technologies clés du transport ferroviaire, telles que l'intégration de systèmes, la conversion et le contrôle, aux secteurs de l'énergie éolienne, photovoltaïque et globale, et ce, de manière uniforme. En 2021, les ventes d'éoliennes se sont classées au premier rang en Chine, celles de pales au deuxième rang, celles de mâts au troisième rang et celles d'éoliennes terrestres nouvellement installées au quatrième rang.
Les éoliennes terrestres CRRC couvrent des puissances de 1,5 MW, 2 x MW, 2,5 x MW, 3 x MW, 4 x MW, 5 x MW, 6 x MW, 7 x MW et 8 x MW, couvrant une large gamme de produits éoliens. Des pales de 40 à 100 mètres ont été développées et des pales de plus de 100 mètres sont en cours de développement. Les principaux produits sont les pales des séries 146, 155, 16X, 17X, 18X et 19X.
CRRC a également intégré la technologie de pointe internationale des moteurs de traction ferroviaire, acquise depuis plus de 60 ans, à l'ensemble du processus de développement des éoliennes, devenant ainsi un leader dans ce domaine. Ses produits comprennent des éoliennes à aimant permanent à entraînement direct de 1,2 MW à 14 MW, des éoliennes à aimant permanent à entraînement semi-direct de 2 MW à 16 MW, des éoliennes asynchrones à double alimentation de 750 kW à 6 MW, ainsi que des transformateurs éoliens tels que des transformateurs principaux de grande capacité, des transformateurs à huile de moyenne et de petite capacité et des transformateurs de distribution. Concernant la fabrication de mâts éoliens, CRRC peut produire des mâts d'éoliennes de grande puissance de 5 MW à 16 MW et dispose d'une capacité de production annuelle de 600 équipements pour mâts éoliens.
Les avantages de l'énergie éolienne offshore
1. Vitesse du vent élevée, faible cisaillement du vent : La surface de l'eau de mer étant très lisse, la rugosité et le frottement sont faibles, la vitesse du vent sont plus élevées, les variations de vitesse et de direction du vent sont plus faibles, et le cisaillement du vent (variation de la vitesse du vent avec l'altitude) est également plus faible. Ainsi, une tour très haute n'est pas nécessaire et le coût des composants de l'éolienne est réduit.
2. Faible turbulence : l'intensité de la turbulence éolienne offshore est faible, avec une direction du vent dominante stable, l'unité est soumise à une faible charge de fatigue, la durée de vie de la turbine est plus longue.
3. Rendement élevé : les parcs éoliens offshore permettent d'utiliser une seule turbine de plus grande capacité, allant jusqu'à 5 MW à 10 MW. Grâce à des exigences de bruit plus faibles et à une vitesse de rotation et une tension plus élevées, ils permettent d'obtenir un rendement énergétique plus élevé. Actuellement, le potentiel de développement de l'éolien offshore en Chine est trois fois supérieur à celui de l'éolien terrestre.
4. Économiser de l'espace et réduire l'impact sur les habitants et l'environnement. Les éoliennes géantes installées à proximité des zones résidentielles peuvent engendrer une pollution visuelle et auditive, et les ombres et le bruit générés par leur rotation continue peuvent avoir un impact significatif sur les habitants. Les éoliennes terrestres peuvent également causer de légers dommages à l'environnement naturel pendant leur construction et leur transport, et certains instituts de recherche ont démontré que les parcs éoliens peuvent également avoir un impact sur la faune et la flore. L'énergie éolienne offshore permet d'éviter en grande partie ces problèmes récurrents de l'énergie éolienne terrestre.
5. Le développement rapide de l’industrie de l’énergie éolienne offshore stimulera considérablement l’industrie mondiale des navires professionnels de l’énergie éolienne offshore.
L'énergie éolienne offshore présente les avantages d'une efficacité élevée de production et d'utilisation de l'énergie, n'occupe pas de ressources terrestres, est adaptée au développement à grande échelle et permet un transport aisé des éoliennes par voie navigable. Par conséquent, le vent soufflant de la mer deviendra également la nouvelle direction de l'énergie propre future de la Chine.
Boland Renewable Energy Co., LTD En tant que nouvelle société d'énergie intégrée, vous fournissant des solutions intégrées de haute qualité pour l'énergie éolienne, l'énergie solaire et le système de stockage d'énergie. Boland est maintenant une filiale de CRRC et est responsable de l'expansion à l'étranger de l'énergie éolienne de CRRC. & entreprise d'énergie solaire. Nous disposons d'une chaîne d'approvisionnement interne relativement complète, d'un réseau de service et d'une excellente qualité de produit et de technologie.
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