浮式風電 

浮式風機可在深水區(qū)域獲得豐富的風力資源，其海面空間至少是固定式風電的?四倍。這增加了選址的靈活性，包括可以利用風速較大的區(qū)域以及社會和環(huán)境影響較小的區(qū)域。預計在接下來的五年內(nèi)，我們將看到浮式風電的重大技術發(fā)展，以降低成本、擴大規(guī)模并提高適用性。

增長潛力

DNV 預測，到 2050 年，浮式風電的發(fā)電量將為 250 GW，?約占全球發(fā)電量的 2%1。這差不多是目前挪威在建的世界最大浮式海上風電場 Hywind Tampen 的 3,000 多倍。

浮式風電可為以前沒有風力發(fā)電服務的沿海社區(qū)帶來清潔能源，例如亞太地區(qū)的一些特大城市。但也有其他方面引起了?人們對浮式風電的興趣，例如石油和天然氣以及海事企業(yè)有機會將他們的技能、船只和船廠轉(zhuǎn)移到這個全新的高成長性的行業(yè)，并有機會利用浮式風電為石油和天然氣平臺供電，從而減少 CO2 足跡。

目前狀況和成本

兩大歐洲浮式風電場，蘇格蘭的 Hywind Scotland 和葡萄牙的 WindFloat Atlantic 現(xiàn)已建成投產(chǎn)，證明了浮式風電在技術上是可行的。Hywind Scotland 自 2017 年開始運營，其在英國的所有海上風電場中平均容量系數(shù)最高，這表明浮式風電在效能上與固定式海上風電相當，甚至更好。

但浮式風電的主要問題是成本。固定式風電當前項目的平準化度電成本 (LCOE) 低于每兆瓦時 50 美元，而第一批浮式風電場的 LCOE 已超過每兆瓦時 200 美元。這在很大程度上是由于第一批浮式風電場的規(guī)模較小，以及技術和供應鏈不成熟。但浮式風電有一些獨有的特征會影響成本，需要注意。8 MW 風機的固定式風電場所用的基礎鋼材重量通常約為 1,000 噸，但對于相同規(guī)模的風機，浮式風電基礎結(jié)構(gòu)可能需要超過 2,000 噸鋼材。錨和系泊系統(tǒng)也需要更多的材料。除了可能需要兩倍以上的鋼材外，結(jié)構(gòu)本身的設計和制造也更為復雜，尤其是與單樁相比。其他導致成本較高的方面包括動態(tài)電纜以及?浮式結(jié)構(gòu)物和系泊系統(tǒng)的額外維護。

全新和改進的設計

全新和改進的浮式風電設計將有助于降低成本。到 2025 年，?Hywind 單立柱式結(jié)構(gòu)將受益于之前的三次迭代，包括一個原型機和兩個試點風電場，而 WindFloat 半潛式結(jié)構(gòu)將完成第四次迭代，包括一個原型機和三個試點風電場。在法國，Ideol 的阻尼池駁船式 - SBM 的張力腿式和 Naval Energies 的半潛式浮體結(jié)構(gòu)，預計將首次在風電場配置中進行試用。在此期間，我們還將看到一些額外的概念作為全尺寸原型機進行測試，?例如由于模塊化和組裝簡單而不同于其他概念的 TetraSpar，以及將靈活的半潛式概念與混凝土建造相結(jié)合的 OO Star。

擁有已部署資產(chǎn)的技術提??供商顯然在經(jīng)驗方面占得先機，但我們也預計許多技術開發(fā)者會提出新的概念與之競爭。目前正在開發(fā)的浮式風電概念有 40 多個，新概念也在頻繁公布。其中一些基于與領先概念類似的設計，但在質(zhì)量和制造方法等因素上對其提出了挑戰(zhàn)，而其他概念則有更徹底的變化，例如轉(zhuǎn)塔系泊系統(tǒng)、多風機浮體概念或?qū)⒏∈斤L電與波浪能裝置或氫能生產(chǎn)裝置相結(jié)合。

所有概念的共同點是系泊系統(tǒng)，預計這一領域?qū)⒂兄卮蟀l(fā)展。這主要體現(xiàn)在優(yōu)化目前采用的技術以及引進浮式風電的新技術、材料和方法，比如合成纜索、降載系統(tǒng)、集成的張力監(jiān)測系統(tǒng)、快速連接系統(tǒng)和共享系泊。

拓展應用

將浮式風電的應用拓展到新的市場和環(huán)境也需要技術發(fā)展。?更大規(guī)模的浮式風電場，離岸距離更遠的深水區(qū)域，需要安裝浮式變電站，并開發(fā)電壓和功率水平比目前可用的電纜更高的動態(tài)電纜以及適應典型浮式裝置運動的變壓器和開關裝置等電氣設備。浮式風電的全球部署還需要增加其水深適用范圍，以便在深達 1,000 米的場地以及低至 40 米的淺水場地應用?浮式風電。某些市場還需要考慮特殊天氣條件，例如颶風和臺風?；炷粮◇w將起到重要作用，因為它可以更多在當?shù)亟ㄔ臁?/p>

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