东海岸各州政府、电力公司和欧洲海上风能开发商正在努力解决东海岸大规模风力发电和输电计划的复杂性。规划中的东部沿海海上风力发电场位于拥挤、优质和环境敏感地区。在某种程度上，这是一件好事——资源接近需求。但另一方面，这要求选址和开发方法尽量减少或消除对房地产、旅游业、渔业和野生动物及其栖息地的不利影响。敏感的规划和创新的技术可以帮助确保加快建设审批，并确保这些地区的自然和经济优势在未来几十年保持下去。
在这篇文章中，我们将探讨东海岸风能项目的关键考虑因素和复杂性。这是我们专注于风能的系列文章中的第一篇，在这篇文章中，我们的主题专家更深入地探讨了如何解决这些问题。
我们如何知道组装和分期设施的位置?
制造、装配和运输设施的选址是海上风力发电的一个至关重要的因素。您需要考虑港口和铁路基础设施的邻近性，以便安全、经济地交付关键部件、可用的劳动力和用于制造的电力基础设施。在短期内，你会想要进入港口设施，能够容纳足够大的船只，运输那些不能在海上组装的最大部件(如涡轮机叶片)。
展望更远的未来，你还应该考虑连接港口的铁路，预计美国将发展一个全国性的制造业供应链。港口和铁路设施都需要在选址过程的早期进行岩土和环境调查，以确保选址能够得到开发，并允许工程师开发针对具体选址条件的设计。这些研究对于获得建筑所需的地方、州和联邦许可和批准至关重要。
建造海上风力发电场需要什么设备?
对于最佳的美国近海风力支撑结构，目前还没有简单的答案。基础类型，无论是单桩、重力基础结构，还是建立在打入桩或吸桶上的导管架结构，很大程度上取决于地基条件。然而，至少在未来几年，经济上的最佳解决方案取决于昂贵的欧洲安装船的可用性。由于琼斯法案的限制在美国，这些外国船只无法将组件从美国港口运送到风力开发地区，而是需要昂贵的供应驳船将地基和涡轮机等组件运送到现场，这增加了项目的成本和安全风险。我们希望看到新建在美国注册的安装船。这将最终降低海上风力发电的成本，并实现技术上的最优解决方案，降低风险。
好吧，有很多方法来建造设备。但是，风力涡轮机出口的电缆是如何到达海岸的呢?
具有讽刺意味的是，海上风能最具挑战性的方面之一是海床。除了地基之外，您还将面临如何将海上风电场的出口电缆布线到岸上的挑战。设计人员必须考虑潜在的渔场和锚地、环境敏感的海底区域、海底地质、未爆炸的弹药和考古文物，以及登陆地点。后者尤其复杂，因为大西洋中部和新英格兰的海岸线要么很适合旅游，要么是对环境敏感的土地。
考虑到这些挑战，最好的解决方案通常是水平定向钻井(HDD)，将着陆出口电缆安装在海滩下，连接到陆地上的连接点。你需要一个对海岸地质和土壤条件有深刻理解的伙伴来安全地建造这个陆地。
既然能源已经到达海岸，那么风能将如何与电网相连接呢?
在陆地上铺设出口电缆只是能源输送难题的一部分。接下来，你需要将电缆连接到现有的能源传输电网。对现有的输电系统和变电站有充分的了解，对线路进行全面的分析，并能够获得所选线路所需的地方、州和联邦许可，这是至关重要的。在许多情况下，考虑到这些地区的环境和社会敏感性，可能会在许多地点进行hdd，以尽量减少影响和取得许可证和批准的耗时任务
因此，海上风能有可能成为技术上的现实。但是潜在的社区反对呢?
社区从它在国家和地方作出的积极贡献的明确表述中受益。美国拥有丰富的海上风能资源。我们的海岸拥有超过4千兆瓦的电力潜力，是目前美国电力系统发电能力的四倍多。海上风能有望为美国带来显著的环境和经济效益。它是一种丰富、低碳的国内能源资源。它位于沿海主要负荷中心附近，为这些土地受限地区的远程输电或发展发电提供了一种替代方案。
一旦建成，海上风力发电场可以以低、长期的固定成本生产能源，这可以降低电价，并通过对冲化石燃料价格波动提高能源安全。好处还不止这些:
- 减少温室气体排放:海上风能有望显著减少东北地区发电产生的温室气体排放。仅在纽约，温室气体的减少估计就超过500万短吨，相当于到2030年减少近100万辆汽车。根据美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency) 2013年最初发布的《碳的社会成本》(Social Cost of Carbon)，这种减排效益将达到约19亿美元。NYSERDA的近海风能政策选择文件据估计，仅这一减少排放的好处就约等于采购海上风能的成本，甚至还没有考虑到更广泛的经济发展和健康好处。
- 健康的空气:呼吸系统疾病、心血管疾病和过早死亡与碳基能源产生的氮氧化物、二氧化硫和细颗粒物排放有关。通过转向清洁和可再生的海上风能，这些排放将大大减少。这直接转化为更好的健康状况、更好的空气质量和更低的医疗成本。
- 就业和经济效益:开发和部署海上风能需要劳动力发展，以适应组装、港口和海上风能设施的制造、安装、操作和维护等新的本地就业岗位。由于海上风电场的平均寿命至少为25年，预计超过25%的工作将是长期的运营和维护职业。
哈利&奥华体会下载首页登录尔德里奇能帮上什么忙
作为你们团队的一部分，你们需要在海上风电场开发和运营方面具有全球经验的科学家和工程师，他们还需要了解当地的自然、监管和社会环境。华体会下载首页登录Haley & Aldrich是一家总部位于美国的公司，在美国东北部拥有超过60年的环境和岩土技术经验挪威岩土工程研究所(NGI)该公司在应对海上岩土技术挑战方面拥有50年的经验，是支持目前已成熟的欧洲海上风能系统发展的领导者。
虽然海上风能在北美是一个新概念，但从欧洲学到的许多经验可以帮助这里的项目取得成功。Haley & Al华体会下载首页登录drich和NGI共同提供了一个团队，可以提供陆上和海上岩土工程调查和设计、硬盘设计和施工管理、自然资源研究，以及项目所需的州/联邦环境许可。访问我们的网页，以了解更多关于我们的海上风力服务．
特别感谢NGI的Zack Westgate，他的见解对本文至关重要。请继续关注更多关于土壤结构和海上涡轮机基础电缆登陆的考虑因素，以及港口和港口基础设施。
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发表:7/29/2020
作者
土木工程高级技术专员
