[摘要]在迎來了在岸(onshore)風電項目開發建設高潮的同時，海上風電項目開發的預期正被各大投資商迅速提高，但海上風電項目開發與在岸風電項目的開發建設有很大的不同。華南沿海開發海上風電項目必然會面臨許多特殊的內、外部條件的影響，充分借鑒歐洲國家在開發建設海上風電項目的經驗，將其應用于對華南沿海海上風電項目特殊條件的分析，在充分分析并正確認識這些特殊條件的基礎上，做好必要的風險預控措施，采取正確的開發建設程序無疑會大大降低相關風險因素。

　　

　　海上風電(offshore windfarm)，忽如一夜春風，從南到北，刮遍了我國萬里海岸線，各大電力投資商對海上風電項目或已經取得合作開發的意向，或已經取得了地域開發利用權，或已經直接啟動了前期研究工作，僅廣東沿岸就有好幾家投資公司開展了上述相關工作。但海上風電項目在開發程序、風電設備設計、特殊環境條件與陸上風電項目又有很大的區別，沒有充分的技術準備和積累將給投資行為帶來極大的風險。在開發海上風電項目的過程中，歐洲一些國家的海上風電項目開發經驗值得我們借鑒。瑞典是第一個海上風場的國家，早在1990，瑞典便在其東海岸建起海上風場、緊接著便是丹麥、英國以及荷蘭，他們是第一批開發海上風場的國家，他們擁有海上風場的第一次經驗。這些風場都有一個共性：水深淺于10m, 離岸少于10km，風機臺數少于30臺。投資費用大概是2200歐元/kW。每年的運行費用為投資費用的1%。緊接著的第二批風場以水深深于20m, 離岸大于20km，風機臺數在100到200臺之間?？紤]了風強度以及海浪等環境的因素。第一批的風場與第二批的風場除了以上的不同外，第二批風場的年運行費用為總投資的5%，此中原因是因為第二批的風場離岸遠，水深，受海洋氣候的影響更加嚴重[1]?？偟膩碚f，他們已經經歷過發展—總結—再發展的一個過程，尤其是對第一批開發的海上風電項目的經驗使他們認識到：充分認識海上風電的利弊將決定其項目開發的風險程度。相對陸上風電項目來說，海上風電項目面臨的挑戰有：更高的投資和運行、維護費用;更多的結構需求;安全和可靠性的更高要求;進入困難;交通工具的安全性問題等。而在華南地區海域開發海上風電項目，必然要考慮到亞熱帶海洋性氣候對風機的挑戰!海洋氣候對風機發電機、變壓器、油系統、冷卻系統等設施的影響;雷擊、高濕度、臺風等各種氣候特點的分析;還要考慮亞熱帶氣候和海洋條件中的風機設計，等等。

　　

　　鹽霧和海水的侵蝕：濕度高是海上風場的共同特征，潮濕與帶有鹽份的空氣會對暴露在外的風機設備產生腐蝕;因此，海上風機的發電機以及變壓器等電器的設計應考慮此因素。風電機在海上運行時，破碎浪躍過發電機艙頂部的情形是有可能出現的，作為機艙中的變壓器和電機等電器部件，受離岸的氣候條件、空氣中侵蝕的鹽份影響，變壓器可能出現的問題是絕緣不正確，絕緣故障引起短路;發電機的問題則在于線圈沒有發揮其功能。這些經驗教訓已經不同程度地發生在歐洲的海上風電項目上，而荷斯韋夫(Horns Rev)風電場教訓引出的一項設計變化是：修改風機的冷卻進氣通道，避免變壓器暴露在進入的含鹽水空氣流中。

　　

　　歐洲的海上風場所在的海域北海(Nord See), 波羅的海(Baltic See)位與N50°到N65°之間。而中國東南沿海緯度大約在N18°到N25°之間。一個位于溫帶與亞寒帶，一個位于亞熱帶，緯度不同引起的氣候條件截然不同。因而對風機性能的要求也有所不同。除了同樣應該考慮潮濕，鹽霧等海上風場共同的因素外，還應考慮南部沿海的特殊氣候條件對海上風電技術所提出的挑戰。

　　

　　雷擊的影響：華南地區是我國多雷暴區域，這是由于該地區氣溫高，濕度大，每當冷暖空氣交匯，以及熱力對流的旺盛發展都會引起雷暴的頻繁出現，海上的雷暴情況暫時不被人類所清楚，僅雷暴登陸后對人類的生命財產的破壞卻年年都有新聞，而對風電項目影響較大的如紅海灣風電項目，由于該風電項目正處于雷電高發區，且雷電強度發現有超過國標規定的100KA的強度值，給電器設備和由于電氣故障而造成的葉輪失速而造成的設施破壞十分嚴重。因此，海上風電項目規劃選址時，應優先考慮應用雷電定位系統，運用相關技術和計算機在線實時監測技術，可實時探測云對地雷擊的時間、位置、電流幅值、極性、回擊次數等參數。

　　

　　臺風的影響：風機在按風速威布爾(weibull)曲線進行優化設計時，一般地區的極大風速與平均風速之間有一定的對應關系，但在華南由于受西太平洋暖濕氣流的影響，按IEC標準選擇的適合某地年平均風速的風機將可能不具備抗臺風的能力，而華南海上臺風的形成，少則幾個，多則十多個，其中不乏具備極大破壞力的臺風。據1949～1981共33年統計資料[2],南海熱帶氣旋共514次，平均每年15.57次，其中熱帶風暴11.1次。熱帶風暴活動多集中在10°N以北海區，10°N以南少見。而一個具體的局部地區，此處僅列在珠江口以西至吳川一帶登陸的臺風，自1949年至2003年55年間，年平均1.62個。

　　

　　基于臺風在登陸后對陸上風電場的破壞影響，人們不禁對在南方開發建設海上風電項目十分擔心，針對這種情況，有關部門已經開始行動起來，結合多年在華南追臺風的經驗，通過對華東和華南地理位置的分析比較后，大膽提出了一些新的建設性意見，在其多年的追臺風經歷中，廣東省內還沒有超過70米/秒的極大風，但在福建和浙江卻出現了，考慮到臺灣海峽的地形作用，臺風在到達這里時存在加速的可能性;另一個更有力的發現是，臺風“回奕”時的風速有時會大于臺風初至時的風速;有鑒于此，可以推定臺風極大風值的增大與地形的變化有關，相對而言，臺風在經過海面時，由于不存在失壓或加速作用因子，對華南沿海海面上臺風的極大值的分析計算應該不同于陸上。當然，這一推斷還有待海上測風工作和相關工作的進一步實證，但如果這一分析是正確的話，對臺風的破壞顧慮就可以減少很多[2]。

　　

　　炎熱與強烈的太陽輻射：為了適應炎熱與潮濕環境，應要求風機的設計考慮極端溫度的影響。除了氣候炎熱之外，再加上在機艙上強烈的太陽輻射，容易造成風機的運行溫度過高，過高的運行溫度對齒輪箱、發電機、電子設備以及控制系統，都會有較大的威脅。在這種情況下，散熱系統必須特殊考慮。比如，當環境溫度較高時，齒輪箱內油的溫度升高，潤滑油的潤滑性能將變差，在炎熱的環境下風機的潤滑更多采用主動冷卻的方法，且應該考慮加強。此外，強烈的日光照射和紫外線輻射，對防腐層的使用壽命的影響，因此也對機艙外殼所采用的防紫外線材料提出了要求。

　　

　　華南海上風電項目可能受到遇到的特殊條件還有：1、熱帶風暴可撳起波高10～14m以上的大浪，這種大浪對結構的損壞和風機受力計算模型的設定，目前還沒有較好的解決方案，還有待人們做更進一步調研;2、在相當大的范圍內存在低壓氣旋帶，其將導致當地風速輪廓圖出現并不是在一定范圍(如h=100米)內風速隨高度的增加而增大，相反，在其間某個高度會出現風速較大下降的情況;3、此外，還應考慮偏航齒輪暴露于空氣中，其潤滑脂也暴露在炎熱，帶有鹽份的空氣中，潤滑性能的應如何保證等問題。

　　

　　除此之外，惡劣的海上環境對風機的運行維護以及維修所造成的重重困難應更加予以重視。因此，中國華南沿海海上風電由于其與現有的歐洲海上風場由于地理位置的不同而存在較多的特殊性。這些特殊性無論可預見或不可預見，都對海上風電技術提出新的挑戰。而借鑒歐洲海上風電的發展歷史，對風電技術、海洋生態[3]、風險以及運行費用等因素進行理性的綜合的考慮。

　　

　　針對上述特殊條件的分析，我們可以將上述各因素考慮至海上風電項目的開發程序中來，做到重點關注、有序推進、總結經驗、控制風險。

　　

　　在項目初始階段，取得相關職權部門的授權，此階段的控制在于確定調研應該進行至何種深度。這個階段的調研主要包括地球物理學、地球技術勘探，分析海床及其土壤狀況，海底地形情況[4]，調查范圍內的海流運動情況，潮汐、波浪的實測統計。從目前的經驗來看，地球物理學、地球技術地勘參數、海流、潮汐實測參數等，為獲得項目授權、設計過程的提供必要的基礎數據信息。同時對相關區域的可用性研究，尤其是與海洋、漁業、軍事、環保、航道、生態[3]等部門的預可行性研究是十分必要的;結合上述可能存在的特殊條件所帶來的項目風險來選定可以進行海上風電場的區域;確定海上風電場的接入方案和線路;進行為期至少一年的測風工作;確定規模和主要的方案;可行性研究、立項、設計、施工等。其中，對擬定場區的確定、風機設備的選型、工程施工、維護和運行都要考慮華南特殊氣候對上述工作的影響。

　　

　　現在海上風電場的安裝方法主要沿用了陸上電場的安裝技術和方法，僅針對海上風電場的建設為相關船只和設備做了一些基本的調整。華南海上風電項目的安裝必須改變這種方法，對于施工建設用船只，在潮汐來臨的各個階段都會需要深水通道，同樣，葉片、塔架、機艙也會需要堅固的堆放區域。初期測量工作期間，天氣條件會有影響，同時水深、海浪、潮汐會影響到通向工程現場的通道，從而影響項目建設和整個工程壽命。為了應對這種需求，維護用船只方面的設計已經作了重要改進，從只能在相對平靜的條件下運行，發展至目前新建的船只可以應對一定高度的海浪。同時，必須充分考慮各種氣候條件變化對項目實施環節的影響，尤其是在建設階段，應主要關注日程進度和主要設備的成本與氣候影響之間的關系。雇用大型施工用船只的花費將很昂貴[3]，節省這些時間的很重要，并且應該特別關注設備維護通道的需求。

　　

　　而最近的研究表明，盡管南方海上風電項目將受到臺風的影響，但中國沿海的平均風速總體呈南高北低的走勢，較好的風資源將是對上述各種風險進行控制最有利的驅動力量。結合華南特殊的海上風電項目建設條件，做好選址規劃，對重點風險因素做好預控，做好做足前期調研工作，不指望海上風電項目是一蹴而就的事，保持邊干邊研究，邊觀望邊發展的心態未尚不是一件好事。