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美国最新研究离岸风能陆上组合

文章来源:科技新报 | 发布日期:2017-12-04 | 作者: | 点击次数:

陆上风能的价格不断降低,如今风能产业着眼的是离岸风能是否也会一样快速减低成本。除了风机不断往高大化发展的趋势相同,整个产业也不断思索在每个环节如何更有效率的节省成本。美国能源部资助德拉瓦大学发布的最新研究认为找到一个可大幅降低成本的办法:若是将离岸风机的组装工作其中一大部分改在陆上进行,将可大减成本37%。

主导此一研究者为德拉瓦大学地球海洋与环境学院教授威烈˙坎普顿(Willett Kempton)。研究打破过去单一环节思考,而以整个计划案为总体来思考何为最快速最便宜的办法,虽然提升陆上组装程度会增加在码头环节的成本,但是却能在海上施工环节节省更多成本,总体来说可省下更多经费。

德拉瓦大学此项研究以10MW风机,基础采用沉箱工法(而非钢桩)为研究标的,在风机规模快速增大的趋势下,10MW瓦规模风机在不远的未来很快就将成为商用主流。以三菱维斯塔斯(MHI Vestas)而言,2017年5月完工上线的英国利物浦湾波宝滩离岸风场计划第二阶段,已采用8MW瓦风机,目前即将于美国南卡罗来纳州克莱门森大学测试其9.5MW瓦风机机组。

相较于过去沉箱与风机组合都在海上施工,研究假想将风机机舱一直到沉箱的大部分构件都在陆上施工,然后移到特制模组化码头上,之后由超大型吊船将整个完工组件吊上船,运载到外海的风场施工点,然后将沉箱沉入海中,立起风机。

研究认为,这样的工法可适用于美国东岸大部分地区、欧洲的北海,以及全球其他水深不超过60~80米深的海域。美国目前正要发展离岸风能,面临缺乏专业施工船只等重要产业环节的窘境,但此研究认为,若是采用新工法,劣势可能成为优势,因为新工法大幅减少海上施工所需的时间、成本,以及所需要的特殊船只数量,所需要的吊船结构比各种特殊风机施工船只简单,因此造价也较低。美国还遇上另一个特有问题,那就是欧洲造的工作船无法从美国港口直接运载料件与补给品到离岸风场,新工法有助于美国离岸风能产业解决这一问题。

由于海象变幻莫测,海上施工往往受到天候阻碍而拖延工期,若是将大部分施工改在陆地上进行,可大幅加快计划完工时间。如果改采新工法,每个施工基地港,每年可安装完工1吉瓦(GW)规模的离岸风场。另一方面,此种工法也能适应离岸风能产业风机越来越大的趋势,当风机规模扩大至20百万瓦时,透过进一步工业化陆上组装阶段,所节省的成本将能超过37%。不过该工法的限制是只能采用沉箱工法为基础。

虽然提出可能的新工法,但是否真能如预期中的节省时间金钱,尚需实际付诸实行验证,德拉瓦研究团队表示已收到产业界的合作意向,可能将先进行2、6,或8风机的小规模测试,之后扩大到50~100风机规模。

离岸风能产业在过去就已经大幅降低成本,风能开发商丹麦奥斯特在过去20年间致力于建立标准化整合一贯流程已增加施工效率、降低成本,过去7年中,在欧洲的项目中已经降低成本达63%。不论德拉瓦大学的研究是否能进一步降低离岸风能成本,可以肯定的是,还会有更多创新工法想法,不断降低离岸风能的安装时间与成本。



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