目前對海上風(fēng)電機組的研究，丹麥等西方發(fā)達的沿海國家的技術(shù)相對較成熟，而國內(nèi)尚處于探索試驗階段，比較有代表性的是上海的東海大橋海上風(fēng)電場。海上風(fēng)電機組單機容量一般都在5 mw 以上，與陸上風(fēng)電機組相比，其體積、質(zhì)量都有較大增加，制造與安裝的難度也都大大增加。所以這對海上風(fēng)電的技術(shù)要求大為提高。
目前海上風(fēng)電機組的塔架基礎(chǔ)問題仍是制約海上風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展的瓶頸之一，其**突出的問題是成本過于昂貴。由于風(fēng)電機組的運行對基礎(chǔ)的穩(wěn)定性要求很高，加之海水沖擊與浸泡的特殊環(huán)境，所以其建設(shè)成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于陸上風(fēng)電機組。目前海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)主要分為兩大類：懸浮式和底部固定式。懸浮式主要利用海水的浮力，及繩纜的固定作用，將風(fēng)電機組“固定”在海里；底部固定式即利用單樁或多樁，直接把塔架與海底基礎(chǔ)連接起來。目前淺海區(qū)域多采用單樁或三樁結(jié)構(gòu)，而深海區(qū)域則多采用懸浮式基礎(chǔ)。
懸浮式：懸浮式基礎(chǔ)適用于深海區(qū)域，在保證風(fēng)電機組正常運行的情況下，懸浮式基礎(chǔ)可以大大降低基礎(chǔ)的建設(shè)成本，從而降低海上風(fēng)電的生產(chǎn)成本，但是在強風(fēng)等惡劣環(huán)境下，其可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及底部固定式，所以在其基礎(chǔ)纜繩以及底部配重的設(shè)計上要求留有較大余量。
底部固定式：相對于懸浮式，穩(wěn)定性更加優(yōu)越，不會受海水波浪沖擊效應(yīng)的影響。由于其底部與海底直接剛性連接，所以不會有較大幅度的擺動，這很好的保證了塔頂發(fā)電機組的平穩(wěn)運行，同時對于主軸而言，載荷的波動較小，這有力的延長了主軸的使用壽命，降低了風(fēng)電機組的使用成本。
對于底部固定式基礎(chǔ)，由于浸泡在海水中，長期受海浪、洋流的沖刷作用以及海水的腐蝕作用，基礎(chǔ)易發(fā)生松動，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致風(fēng)電機組傾覆，這個問題必須引起重視。建議要在風(fēng)電機組上安裝基礎(chǔ)實時監(jiān)視裝置，然后通過無線發(fā)射器將檢測信號傳輸至主控室，以便安全檢修人員及時發(fā)現(xiàn)和排除風(fēng)電機組基礎(chǔ)的安全隱患。
機組的防腐蝕與防潮濕：風(fēng)力機內(nèi)部有很多的電氣控制部分，其運行時不允許濕度過大，所以在海上高濕度的環(huán)境中，防潮防濕顯得尤為重要。防濕的手段有很多，現(xiàn)在普遍采用的是密閉艙式，即把風(fēng)電機組的機艙做成密閉形式，然后利用空調(diào)系統(tǒng)對風(fēng)電機組內(nèi)部構(gòu)件散熱和保溫。這樣能達到較好的防潮效果，但對空調(diào)系統(tǒng)運行的可靠性要求相對很高。除了防潮，防腐蝕也相當(dāng)關(guān)鍵。由于海上的空氣濕度大，并且海水中各種溶鹽離子較多，致使風(fēng)電機組結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。一般風(fēng)電機組的設(shè)計使用壽命都在二十年以上，所以還上的風(fēng)電機組一定要有較強的抗腐蝕能力?，F(xiàn)在比較常用的手段是在風(fēng)電機組易腐蝕的部位適用抗腐蝕材料、在風(fēng)電機組外表面涂刷防腐蝕涂料、使用不會被腐蝕的高強度復(fù)合材料等。這對風(fēng)電機組有效的起到了防腐蝕作用。
極端惡劣天氣的影響：我國南方沿海地區(qū)，在夏季和秋季經(jīng)常會遭受臺風(fēng)和強熱帶風(fēng)暴的影響，而在 匕方沿海地區(qū)，冬季經(jīng)常會出現(xiàn)嚴(yán)寒低溫、海面結(jié)冰情況，因此海上風(fēng)電機組必須要考慮臺風(fēng)、海嘯、冰凍、海冰等極端惡劣天氣的影響。首先，海上風(fēng)電場的選址避免遭受上述極端天氣影響很是關(guān)鍵。風(fēng)電場的選址要盡量選擇風(fēng)速穩(wěn)定、臺風(fēng)路徑較少經(jīng)過的區(qū)域。對于北方可能出現(xiàn)海冰的區(qū)域，要根據(jù)往年氣象資料，研究海冰厚度及對風(fēng)電機組的影響，然后進行實驗?zāi)M，**后科學(xué)選址。在風(fēng)電機組設(shè)計時，要考慮破壞性天氣發(fā)生時對風(fēng)電機組的損壞，以及制定相應(yīng)的安全防范措施。比如風(fēng)電機組的葉片強度可以根據(jù)塔架及機艙的強度而設(shè)計，使其強度低于塔架的強度，這樣在遇到破壞性強風(fēng)的時候，葉片可以先行斷裂脫落，從而****程 度的保護主機艙，把損失減小到**小。
共振等物理機械問題：風(fēng)力發(fā)電機組各主要部件的設(shè)計，一定要考慮到共振的影響。共振會加劇風(fēng)電機組在運行時的震動幅度，甚至超過機組許可的震動幅度，損壞風(fēng)力發(fā)電機組的構(gòu)件甚至造成機組解體等嚴(yán)重事故。與陸地相比，海上風(fēng)電機組不僅要遠(yuǎn)離風(fēng)的固有頻率，還要遠(yuǎn)離海浪、水流的頻率。風(fēng)電機組的整體固有頻率與上述頻率的范圍差距越大越有利于風(fēng)電機組的安全。這樣風(fēng)電機組部件的可用頻率范圍就相對減小很多，設(shè)計和制造難度加大。制造時要嚴(yán)格控制機組各個部分的頻率范圍，使其符合特定地區(qū)對風(fēng)電機組共振頻率的要求。
風(fēng)電機組運行與自然生態(tài)的相互影響：風(fēng)電機組運行時，其噪聲對周圍環(huán)境的影響不容忽視。這不僅僅會造成噪聲污染，如果其頻率與某些海洋生物的頻率相近，則有可能使得這些物種的正常生活規(guī)律被破壞，造成嚴(yán)重的海洋生態(tài)問題，在人們對生態(tài)環(huán)境保護如此重視的今天，一款風(fēng)電機組是否成功與其對環(huán)境的影響密切相關(guān)，所以風(fēng)電機組在設(shè)計時一定要考慮其 運行對周圍環(huán)境的生態(tài)影響，風(fēng)電機組設(shè)計者要根據(jù)具體情況選擇合適的尖速比，把噪聲控制在盡可能低的范圍內(nèi)，盡量減小對周圍生態(tài)的影響。同時，也要充分考慮生態(tài)環(huán)境對風(fēng)電機組設(shè)計的影響，比如鳥類喜歡在風(fēng)電機組的主機艙筑巢、很多生物喜歡粘附在風(fēng)電機組海水以下的基礎(chǔ)上等等，這些都是風(fēng)電機組正常運行的潛在威脅，要引起風(fēng)電機組設(shè)計者和運行維護人員的高度重視。風(fēng)電機組在設(shè)計時，盡量不要留鳥類能夠筑巢的空間。
海上風(fēng)電場對海上作業(yè)安全的影響：海上風(fēng)電場一般會占據(jù)近海區(qū)域較大水域面積，這給過往航船以及水下航行設(shè)備帶來安全隱患，同時過往船只也會對風(fēng)電場的安全造成威脅。特別是在夜間以及大霧、暴雨天氣時，能見度低，發(fā)生船只與風(fēng)電機組碰撞的可能性大大增加。所以海上風(fēng)電場要有與之配套的、合理的航船導(dǎo)航設(shè)施，要求清晰明了、醒目且可靠性高。這樣就能降低航船誤入風(fēng)電場區(qū)的可能性，以免造成不必要的悲劇。
海上風(fēng)電場機組維修的安全性與可靠性分析
海上風(fēng)電機組各個部分都體積龐大、部件笨重，所以一旦需要維修，就必須要借助大型起重設(shè)備（海上起重設(shè)備一般是大型起重船舶）。在海上，起重設(shè)備的使用很不方便，對風(fēng)速、風(fēng)向以及天氣的要求相當(dāng)高，很難保證設(shè)備吊裝的平穩(wěn)性和安全性，所以這就有必要在風(fēng)電場設(shè)計與布局時，提前考慮在日后維修時要給起重設(shè)備留出足夠的安全空間。同時，風(fēng)電機組的微選址不僅要考慮風(fēng)資源狀況，還要考慮起重泊船是否便于作業(yè)施工，以便日后維修、維護工作的開展。除此之外，還要考慮維修工作人員進入海上風(fēng)電機組的方式，目前正在研究在風(fēng)電機組頂部修建小型直升機停機平臺，但尚未投入商業(yè)化運營。
目前我國對海上風(fēng)電廠的建設(shè)正處于積極探索階段，這其中不免存在相當(dāng)多的技術(shù)性問題和可靠性問題，這些問題不容忽視，可能一個小問題就會引發(fā)災(zāi)難性事故。海上風(fēng)電與陸上風(fēng)電相比，運行環(huán)境更加惡劣，需要時刻接受潮濕、海浪、狂風(fēng)以及鹽霧的考驗，對安全性和可靠性的要求更高。所以這對風(fēng)電機組設(shè)計人員以及風(fēng)電場選址、施工、運行人員提出了更多要求，必須額外考慮海上風(fēng)電場的特殊環(huán)境下的可靠性問題。既要保證海上風(fēng)電健康快速發(fā)展，也要考慮到日后海上風(fēng)電場規(guī)化運營帶來的諸多問題，真正做到未雨綢繆，著眼于長遠(yuǎn)。
