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風力發電大辭典

【陰極保護系統】防蝕設計在離岸風電的應用

在離岸風電項目中,設備及基礎設施面臨著海水的腐蝕威脅。為了確保這些設備的長期可靠性和安全性,防蝕設計顯得尤為重要。其中,陰極保護(Cathodic Protection,CP)是一種有效的防蝕技術,主要分為兩種方式:犧牲陽極和外加電流。以下是這兩種方法在離岸風電中的應用介紹。

陰極保護(Cathodic Protection)
陰極保護系統的基本原理是通過控制金屬表面的電位,將金屬轉變為陰極狀態,從而減少或阻止腐蝕反應的發生。這一系統在離岸風電結構中非常重要,尤其是在鋼製基礎和其他金屬結構方面。

(1) 犧牲陽極(Sacrificial Anodes)
犧牲陽極法是陰極保護中最常見的方式之一。在這種方法中,較為活潑的金屬(如鋅、鋁或鎂)被用作陽極,這些金屬會比鋼結構更易於氧化,從而保護鋼結構免受腐蝕。具體應用如下:

安裝位置:犧牲陽極通常安裝在鋼製結構的外部,這些陽極會在海水中逐漸腐蝕,並在過程中提供保護。
有效性:犧牲陽極的有效性取決於其材質、大小以及與主體結構的接觸情況。定期檢查和更換陽極是確保保護效果的重要步驟。
成本效益:由於陽極材料相對便宜,這種方法通常被認為是具有成本效益的防蝕解決方案,特別適用於中小型風電場。

(2) 外加電流(Impressed Current)
外加電流法是另一種陰極保護技術,通過外部電源為金屬結構提供持續的電流,使其保持陰極狀態。具體應用如下:

系統組成:該系統通常包括電源、控制設備和惰性陽極(如鉑或石墨),這些元件共同工作以提供所需的電流。
調整和控制:外加電流系統能夠根據環境變化進行調整,確保鋼結構始終保持最佳的防蝕狀態。這一特性在複雜的海洋環境中尤為重要,尤其是在風力發電設施需要面對的惡劣氣候條件下。

適用範圍:外加電流系統通常適用於大型風電場或需要長時間保護的結構,雖然初期投資相對較高,但其長期效果和維護需求通常更具優勢。
陰極保護技術在離岸風電中的應用至關重要。無論是犧牲陽極還是外加電流,這些防蝕設計都能有效延長風能設備的使用壽命,降低維護成本,從而提高整體運行效率。隨著離岸風電產業的持續發展,進一步優化這些防蝕技術將成為保護離岸風電基礎設施的重要方向,並確保風能資源的可持續利用。

◎ 資料參考:材料世界網、地中海亞洲海洋聯盟
◎ 圖片來源:ESG遠見
 

水下基處_陰極保護
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