海上风电加速器（OWA）计划是碳信托（Carbon Trust）运营的产业协作研发和技术示范旗舰项目。该计划旨在通过降低成本，提高现有和未来的海上风电场的效率和可用性。在过去的10年里，OWA已启动和运营了150多个创新项目。毫不夸张的说，近十年的全球新型海上风机基础设计都离不开碳信托的这项卓越计划！
在海床上进行任何基础施工都是具有挑战性且成本高昂的。风机基础在海上风电场投资成本（CAPEX）中占到了16％，原因在于很多变量会影响基础设计的型式和成本，比如水深、海底条件、离岸距离、风场规模和是否需要针对不同风机位置进行定制设计等等。成本压力和技术障碍使得基础设计成为海上风电降本增效的关键。风机基础领域的研究聚焦在降低风机结构从制造到退役的生命周期成本。为此，OWA开展了不同形式的项目以推动风机基础创新。
风机基础创新竞赛
面对风机基础带来的挑战，2009年，OWA在全球范围内发起了风机基础设计竞赛（Foundation Design Competition），探索能为下一代海上风电场提供低成本的创新设计。竞赛聚焦于中等水深区域（30到60米），要求提交的基础设计方案在这一水深范围降低传统基础型式的成本。设计方案要对风机基础在制造、安装、运维、退役阶段进行优化，从而达到降低成本的目的。
最终OWA收到了来自全球超过100件的参赛方案，筛选了最有潜力的设计进入决赛。每件决赛作品都阐释了一种不同的创新基础设计，多数聚焦在如何将钢结构安装到海床上。入围参赛方案中脱颖而出的的四项获胜设计是：
GBF——浮沉重力基础结构（float-and-sink gravity base structure）。该设计使用了一个崭新的想法，并有潜力减少制造和安装成本, 只需简单的焊接和模块化安装结构。
浮沉重力基础结构基础
Keystone Engineering——向内扭曲导向结构（IBGS，Inward Batter Guided Structure）支架基础，该设计配套一个桅杆并安装在Hornsea Round3水域。
向内导向扭曲结构支架基础
UniversalFoundation ——吸力筒基础（Monobucket），已与两个桅杆一起被安装在Dogger Bank Round 3水域。该设计基于一个创造性的原理，利用吸力而不是传统的打桩将风机基础固定在海底。该方案通过在海底放置一个倒扣的筒状结构并抽出筒内海水，借助海水压力将筒嵌入海底。这种方式不需要打桩操作就能有效地进行安装。（详细原理请查看历史文章【视频】单桩+重力式+吸力桶，这样的风机基础有点怪！）
Dogger Bank项目的吸力筒基础
SPT Offshore——吸力筒导管架结构。这项设计与Monobucket利用相同的原理，但选择使用三筒而不是单筒形式。该方案最终被rsted接受并被应用在位于Borkum Riffgrund的一个示范项目。（详细原理请查看历史文章【前沿技术】新鲜出炉！新型海上风机基础介绍）
Borkum Riffgrund项目的吸力筒导管架
PISA-桩土分析
结构桩土壤分析（PISA，Pile Soil Analysis）旨在探索单桩在不同土壤和环境条件下的应用，以改进设计方法，降低制造成本。PISA项目汇集了学术界、工业界、测试机构和认证机构的精英，由rsted支持，OWA进行项目管理。合作伙伴包括牛津大学、伦敦帝国理工学院和ESG等。
该项目的重点是更新原有针对海上油气结构桩的保守落后的设计，这些设计标准显然不适用于海上风电大直径、小距离的单桩设计。该项目涉及在两个不同的陆上站点进行的28个单桩大规模现场测试，其最新方法有潜力将单桩的嵌入长度（地下钢量）减少1/3，这是一项令人瞩目的成功。第二个后续项目也已经启动，希望该方法应用于更广泛的土壤条件，使它能够被广泛地应用。
PISA项目的单桩测试
水下检查方法
风机基础研究也将关注领域扩展至一些操作性问题，如对现有结构的检查。OWA的研究着眼于水下检查方法，尤其关注海上风电行业面临的全新和特有的挑战。该研究需要填补许多技术空白，为此，OWA于2017年7月启动了一项竞赛，以发现可以探测钢结构中特定缺陷的新技术。
用于海上风电的沉箱基础：设计指南
碳信托于2019年发布了《吸力安装沉箱基础设计指南》，为行业提供了清晰的海上风电吸力沉箱基础设计的指导。该指导汇集了最新的研究发现，总结了采用此类基础需要考虑的关键因素，同时为工程师提供了优化设计效率和成本效益的操作支持。该指南是由一个专家团队代表OWA撰写的，该团队由地质技术咨询公司Cathie Associates牵头，由牛津大学（University of Oxford）和SPT Offshore的学科专家组成。OWA合作伙伴的参与确保了指南符合开发商的期望，并能够广泛适用于不同地质条件下的海上风电项目。
通过以上技术创新和研究，海上风电基础得以进一步优化，新水域开发和成本降低成为了可能，使我们渐渐走向海上风电普及的绿色未来。
（文章来源：Carbon Trust）
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