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未来十年的五大主要漂浮式风电基础!

北极星风力发电网  来源:欧洲海上风电  作者:逐风  2020/2/3 8:33:35  我要投稿  

北极星风力发电网讯:经过十余载的历练,浮式风电已经从示范性的小船,登上了商业化的巨轮。从2017年底30MW的Hywind Scotland投运起,全球范围内已投运的、建设中的、最终投资决策的、在规划阶段的浮式风电项目数不胜数,总规模接近20GW。有专家分析,如果能在2030年前将浮式风电的平准化度电成本降低到50欧元/兆瓦时,那么届时,全球浮式风电的规模(已投运+建设中+最终投资决策+规划)有可能达到100GW。

来源:微信公众号“欧洲海上风电”ID:EU_offshore

浮式风电成本高在哪?浮式风机、浮式基础、系泊系统、动态电缆,都是花钱的主。在这些环节中,基础又是最最核心的。由于尚在商业化的初级阶段,基础型式是一个充满机遇、潜力和想象空间的领域。有些基础型式在技术上较为成熟,已有应用案例,走在了全世界的前列;有些已经在样机上有过验证,正在等待开发商的慧眼,期待在项目中一展身手;有些拥有超前的理念、全新的构思,但仍处于试验阶段。那么,在这许许多多的基础型式中,哪些最稳定可靠?又有哪些是潜力股呢?

1

WindFloat

WindFloat Atlantic是全球第二个商业化浮式风电场,3台MHI Vestas 8.4MW风机屹立在葡萄牙海域。其所使用的半潜式基础,是由美国公司Principle Power开发的WindFloat。该项目在2019年的最后一天发出了第一度电——一台风机首先并网。目前,3台风机已全部并网,酝酿多年的项目终于大功告成。

WindFloat基础的优势在于,首次告别了配备大吊机的安装船,这有助于降低整个项目的LCOE。Principle Power的首席执行官João Metelo认为,WindFloat Atlantic的投运,标志着浮式风电进入了一个全新的时代,在未来十年,浮式风电将保持高速增长,成为可再生能源的重要组成部分。

2011~2016年,WindFloat在一台2MW的样机上测试,其优异的表现得到了业界的肯定。除了WindFloat Atlantic外,WindFloat还将应用在50MW的英国金卡丁项目、30MW的法国Golfe de Lion项目、150MW的美国Redwood Coast Offshore Wind Project项目,以及10GW尚在规划中的项目。

2

TetraSpar

海洋油气是海上风电的“老师”,无论是风机基础、动态电缆,还是升压站内部的电力、通风系统,其设计都基于海洋油气平台的工程经验,浮式风电亦是如此。在四种常见的基础型式中,单柱式、半潜式、张力腿式都是油气行业的老朋友了。

不过,由西门子风力发电事业部首席技术官Henrik Stiesdal团队研发的TetraSpar基础,是一种全新的设计。

该基础是一个四面体,钢结构由标准化的模块组成,而模块可在工厂内完成制作,在码头拼装即可,一套完整的基础仅需数周就能完成。在码头上及湿拖过程中,浮式龙骨可收起,等拖到安装位置,再利用充气压载舱将其放低,提供足够的稳定性。

Henrik Stiesdal表示:“过去几十年,我们在如何降低风电成本方面积累了相当多的经验。船厂(小编注:浮式基础一般由船厂进行细节设计和制造)都习惯了与高投入的油气企业合作,而我们是追求低成本的风电行业,因此我们要主动出击,而不是等着船厂慢慢学会如何降低成本。”

在壳牌和Innogy的支持下,一个总投资1800万欧元的研发项目正在丹麦海洋能源测试中心展开。目前,一套TetraSpar基础正在组装中,计划在今年春季在上面安装一台西门子歌美飒3.6MW风机,安装的地点就在浮式风电的鼻祖——Hywind Demo项目,2009年由Equinor安装的一台2.3MW风机,单柱式基础——的边上。

行业内已经有多家企业关注到了TetraSpar,静待测试结果。美国风电开发商Magellan Wind计划在加州浮式风电投标中使用这种基础型式,制造商Welcon也计划在美国东海岸新建基础工厂,一些开发商正在考虑将这种基础应用到五大湖区域的湖上风电中。

3

SATH

SATH浮式基础是由总部位于西班牙的海上工程技术公司Saitec研发的。SATH全名为Swing Around Twin Hull,原理接近于双体船。基础采用单点系泊,这样就可以实时调整叶轮正对主风向。

该基础在上个月完成了一台1:6比例的原型机安装,风机功率为30kW。而全尺寸的原型机功率为10MW以及对应尺寸的SATH基础。样机测试项目名为BlueSATH,获得了欧盟200万欧元的资金支持,为期一年。经过测试,将验证该基础在开放海域的动态性能、结构性能以及混凝土材料选择是否能满足要求,并推进商业化进程。如果一切顺利,一个名为DemoSATH的2MW样机项目将在今年夏天完成最终投资决策。

在欧洲测试样机的同时,Saitec从2018年起就与西班牙日本合资的可再生能源开发商Univergy International合作,在日本开展浮式风电开发,去年SATH已在日本取得专利。

4

W2Power

去年,由W2Power设计、EnerOcean开发的全球首个双风机浮式平台在西班牙大加那利海域投运。该半潜式平台是一个1:6的模型,包含2台100kW风机,安装在65米水深的海域。而全尺寸的W2Power平台适用于35~300米水深,最大可安装2台6MW风机,即单平台容量为12MW。

EnerOcean总裁Pedro Mayorga表示:“这种设计可以在一个轻质平台上安装2台风机,从而有更高的发电量。两个塔筒并非竖直的,而是有一定的倾角,整个叶轮实际上是在平台之外的。另外,在平台转向方面还有一些创新的设计。”

实际上,这不是世界上第一款双风机浮式平台,早在2017年,瑞典公司Hexicon就设计了一款双风机浮式平台,并计划在苏格兰Dounreay Tri风场进行测试,采用2台海装5MW风机。项目原计划于2018年投运,但由于各种原因,目前处于停摆状态。

5

SeaTwirl

与其他所有浮式基础不同,SeaTwirl是基于垂直轴风机设计的。

2018年,该公司与挪威公用事业公司Haugaland Kraft签署了协议,后者将购买SeaTwirl第一台名为“S2”的样机(1MW)所发电力。去年,该公司又与西门子达成了合作协议,前三菱维斯塔斯首席执行官Jens Tommerup被任命为公司董事。同样在去年,公司获得了比利时Colruyt Group和挪威Norsea总计750万美元的资金支持,希望今年能在挪威安装一台全尺寸样机。


原标题:【欧洲海上风电】开年钜献——最有可能统治未来十年的五大浮式基础!

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