风电行业垂直门户网站

设为首页 | 加入收藏

您当前的位置:北极星风力发电网 > 海上风电 > 正文

通过标准和认证降低漂浮式风电发展中的风险

北极星风力发电网  来源:DNVGL能源    2021/3/15 9:12:23  我要投稿  

北极星风力发电网讯:近年来,随着技术的不断进步,以及小规模示范项目的经验积累,漂浮式风电得到前所未有的发展。作为一个新兴行业,漂浮式风电面临技术不够成熟、开发流程不完善等风险。譬如,来自度电成本的压力导致投资成本压缩是否造成质量上的妥协?风机数量的增加以及部件尺寸的增大是否导致对质量的担心?项目中不同合作方之间的交接口是否被妥善准确的处理?制造安装的质量与效率能否兼得?这些,都可以通过认证和标准化来进行解决。

来源:微信公众号“DNVGL能源”ID:dnvgl_energy

01漂浮式风电LCOE的降低

根据Wood Mackenzie的预测,到2030年,以英国、挪威、法国、葡萄牙、日本和韩国为主的漂浮式风机装机容量将达到约4GW,而且这个数据有很大的弹性,最乐观的估计将会达到9GW以上。漂浮式技术让固定式不能达到但是又有丰富风资源的海域将成为新的战场。漂浮式风电的发展,离不开风险和度电成本的降低。从度电成本来说, 2020年的最低度电成本(LCOE)有望达到70美元/MWh。

度电成本将从以下几个方面来降低:1. 改进和优化浮体和定位系统的设计;2. 使用较大的风机来实现规模经济;3. 采用批量制造,采用更智能化和自动化的生产;4. 使用新型的材料;5. 标准化的设计和生产。

其次,我们需要解决漂浮式风电开发中存在的风险。行业对风机设备中存在的风险已经有了较好的认知,油气行业中浮体结构的风险也已经被知晓,但漂浮式风机是风机和浮体的结合,这就是带来了新的挑战。比如,漂浮式风机结构非常大,可能超过了250米的高度,同时承受了风载、浪载和流载,如何考虑其中的藕合效应成了关键。另外,规模化地生产大型复杂结构也是一项挑战。传统安装方法在深水也不再适用,这就需要我们在安装和维护中去寻找新的解决方案。

02标准化和认证要解决哪些行业难题

对于一个相对年轻的行业来说,很多技术并不完全成熟,开发流程也并不完善。来自度电成本的压力导致投资成本的压缩是否对质量带来妥协?风机数量的增加以及部件尺寸的增大是否导致对质量的担心?项目中不同合作方之间的交接口是否被妥善准确的处理?制造安装的质量与效率能否兼得……

这些都可以通过认证和标准化来进行解决。想要进行认证和标准化,首先要有全面可靠并经过验证的标准。DNV 从1986年起就开始持续开发风电相关的技术标准和推荐做法,现在已经发布了超过30份相关的标准,其中包含了两份专门针对漂浮式风机相关的技术规范,一份是DNVGL-ST-0119,另一份是DNV-GL-RP-0286。下图是DNV 参与的部分漂浮式项目以及DNV 漂浮式风电标准开发一个历程。

微信图片_20210315091110.jpg

03主要技术规范和标准体系

DNVGL-ST-0119技术标准针对漂浮式风机结构,它基于2009-2010年开发的内部规范,并在这一规范基础上DNV 联合了业内相关漂浮式风机企业,共同打造了适合风机浮体结构的标准。该联合项目始于2011年,并在2013年6月对外发布了第一套漂浮式标准DNV-OS-J103。该标准在2016-2018年之间进行了修订与完善,主要体现在后果等级、疲劳系数、损伤稳性、设计载荷工况和控制系统。全新标准DNVGL-ST-0119于2018年7月正式对外发布,涵盖了漂浮式风机结构设计的几乎所有方面的内容,从安全理念、环境条件、载荷、再到材料、浮体结构设计、定位系统、锚定基础、浮体稳性、控制系统以及腐蚀保护,再到电气和机械系统等方面做了详细的要求,并在相关内容处引用了DNV 其他的相关技术标准,构建了一套完善的漂浮式风机设计标准体系。

DNVGL-RP-0286 “漂浮式风机藕合分析”这套规范是对DNVGL-ST-0119的补充,该规范为如何进行漂浮式风机耦合分析给出了指导,我们对不同阶段的数值模型进行了描述,并且对数值分析提出了要求。同时,它对载荷工况的建立、控制器设计以及模型测试和验证进行了相关的阐述。

基于之前在风电领域认证的经验,DNV 专门开发了针对漂浮式风机认证的标准体系,即DNVGL-SE-0422,从认证的角度为漂浮式风机的安全性提供了一种选择。该体系基于DNVGL-SE-0190风场认证体系和DNVGL-SE-0441风机型式和部件认证体系,并兼容了IEC体系的相关要求,适用于部件、单个浮式机位或者整个漂浮式风场的认证。

04符合各种技术阶段的认证服务

取决于技术的成熟度,该体系分为不同的认证阶段和模块,如下图:

微信图片_20210315091041.jpg

首先,从概念阶段开始,主要是对项目早期阶段的漂浮式风机技术可行性进行认证,避免后期不必要的开支和风险。紧接着,是样机认证,一般针对的是首台样机,该阶段可能并不清楚所有性能是否最佳,目的是为了测试和验证漂浮式技术,同时对能够拥有的信息进行认证,为样机安全性提供一定的担保。而对于完全成熟的商业化项目,我们可以通过项目认证来对项目所有方面进行整体的风险把控。

样机认证和项目认证都是为了保证风机和项目的安全性和完整性,同时提供独立的评估和分析,对于项目认证还会提供独立载荷计算。我们的认证涵盖所有重要的技术接口,并保证文档有序且完整,工作范围包括场址条件、设计准则、独立计算、设计、制造、测试、运输、调试和周期性监测等。项目认证和样机认证的区别在于技术成熟度,前者针对完全成熟的商业化项目,一般是漂浮式风电场;而后者主要针对尚处于研究、测试阶段的项目,两者在资料要求和评估深度上有一定差异。

作为一家独立认证机构,DNV 可再生能源认证服务涵盖从风机型式认证到项目认证多个方向,目前已成为全球最领先、规模最大的可再生能源认证机构。迄今为止,DNV 参与了全球90%以上的海上风电项目认证,包括升压站和海缆(这个数据不包括中国大陆地区),认证过的最大风机容量为12MW。DNV 丰富的项目经验以及完善的认证和标准体系将持续为全球漂浮式风电的安全发展保驾护航。

分享到:
投稿联系:陈女士  13693626116  新闻投稿咨询QQ: 1831213786
邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星风力发电网声明:

凡来源注明北极星风力发电网的稿件为北极星风力发电网原创稿件,转载请注明,违者必究。

北极星风力发电网转载其他网站资讯,出于传递更多信息之目的,并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。

新闻排行榜

今日

本周

本月