荷蘭風(fēng)電設(shè)備安裝專業(yè)公司GBM Works正在開發(fā)一種新方法，以減少將風(fēng)力渦輪機(jī)的地基樁打入海底造成的噪音污染。

這種方法涉及到用水射流使海床流動(dòng)，從而確保單樁在自身重量的作用下下沉得更快，并可顯著降低噪音。為了對(duì)Maasvlakte油田的新系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，其利用HBK公司提供的應(yīng)變儀進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)量了單體樁的振動(dòng)和變形。

GBM Works的創(chuàng)始人兼董事Ben Arntz解釋說(shuō):“將風(fēng)力渦輪機(jī)的地基樁打到海底會(huì)引起振動(dòng)、壓力波，特別是還會(huì)產(chǎn)生大量噪音。當(dāng)一個(gè)直徑為8米的鋼基樁被打樁時(shí)，產(chǎn)生的噪音可達(dá)180分貝。振動(dòng)、壓力波和巨大的噪音對(duì)水下生活有負(fù)面影響。因此，當(dāng)局已采取規(guī)例，以減少海上打樁活動(dòng)產(chǎn)生的噪音。國(guó)際準(zhǔn)則預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年變得更加嚴(yán)格。我們的新方法對(duì)此做出了回應(yīng)。”

他說(shuō):“在堆的內(nèi)部，幾十個(gè)水射流將海水噴射到海底。因此，海床的性質(zhì)堪比流沙。海底阻力減小，基樁下沉到海底。解決方案的第二部分是用振動(dòng)錘代替液壓打樁機(jī)。在傳統(tǒng)的打樁鉆機(jī)中，用鋼打樁錘敲打由相同材料制成的地基，會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音。振動(dòng)錘由安裝在單樁頂部的旋轉(zhuǎn)圓盤組成。這些驅(qū)使單樁振動(dòng)，從而沉入流化海床。”

為了評(píng)估系統(tǒng)的運(yùn)行情況，2020年9月在Maasvlakte進(jìn)行了一系列測(cè)試。“目的之一是收集有關(guān)產(chǎn)生的振動(dòng)、所需的水壓、土壤性狀的信息，當(dāng)然還有對(duì)噪聲衰減的影響。總共進(jìn)行了62次測(cè)試，使用了4個(gè)裝置:2次使用噴射槍系統(tǒng)和振動(dòng)錘，2次單獨(dú)使用振動(dòng)錘在同一樁上進(jìn)行測(cè)試。為了測(cè)量單樁的應(yīng)變，GBM公司選用了HBK公司的應(yīng)變儀。這些應(yīng)變儀通常用于監(jiān)測(cè)風(fēng)力渦輪機(jī)。當(dāng)對(duì)鋼單體施加壓力時(shí)，變形和振動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生噪音。我們測(cè)量了這些振動(dòng)，也得到了一些關(guān)于樁基疲勞的有趣信息。”

GBM Works的數(shù)據(jù)和模型工程師Wouter Verschueren說(shuō):“大多數(shù)數(shù)據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)被分析過(guò)了。“例如，我們看到，由于土壤阻力太高，僅用振動(dòng)錘打地基的樁就不能深入地面超過(guò)三到四米。有了噴射槍和振動(dòng)錘，樁很容易就能鉆到10米深的地方，而在恒力作用下，速度翻了四倍。在隨后的水下測(cè)試周期中，將對(duì)振動(dòng)錘和噴射槍的解決方案產(chǎn)生的噪聲與傳統(tǒng)樁錘進(jìn)行比較。目前使用的是打樁鉆機(jī)與消音系統(tǒng)相結(jié)合的方法。這是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在地基樁周圍有一個(gè)水下護(hù)盾來(lái)抑制振動(dòng)和噪音。GBM公司預(yù)計(jì)，新系統(tǒng)將使噪音降低90% ~ 95%。”

最近，RVO宣布GBM工廠將獲得180萬(wàn)歐元的補(bǔ)貼，用于開發(fā)設(shè)備的原型樣機(jī)。