隨著海上風(fēng)電向深海遠(yuǎn)海發(fā)展,對水深超過50米的海上風(fēng)電項(xiàng)目,安裝和運(yùn)維的成本居高不下仍然是一個主要問題。對這些深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電項(xiàng)目,為減少其生產(chǎn),安裝和運(yùn)維成本,在固定式基礎(chǔ)持續(xù)進(jìn)步的同時,這些年,漂浮式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)已經(jīng)逐漸漸發(fā)展起來,并走出試驗(yàn)階段,走向商業(yè)化應(yīng)用了。
最近的一則消息稱,丹麥技術(shù)大學(xué)DTU,及兩家丹麥企業(yè)DHI和Stiesdal Offshore Technology正在合作進(jìn)行一項(xiàng)叫作LIFES50 +的測試,用以測試下一代漂浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ),該基礎(chǔ)叫TetraSpar,是由Stiesdal公司發(fā)明的。6月20日,該測試項(xiàng)目舉行了現(xiàn)場示范。這是DTU風(fēng)能團(tuán)隊(duì)在DHI海上波浪盆地進(jìn)行的漂浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的第四次測試活動。
該漂浮式基礎(chǔ)使用DTU的10MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行1:60比例模型測試,并考慮兩個浮子配置。漂浮式風(fēng)電機(jī)在許多運(yùn)行和生存條件下經(jīng)受風(fēng)浪和波浪考驗(yàn)。
模型測試活動LIFES50 +的目標(biāo)是提供TetraSpar基礎(chǔ)的概念證明,并提供該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)測試和數(shù)據(jù)分析技術(shù)。該項(xiàng)目由歐洲地平線2020計(jì)劃資助,由挪威公司Sintef Ocean領(lǐng)銜。 DTU風(fēng)電系主導(dǎo)數(shù)字建?;顒?,并參與該項(xiàng)目。來自風(fēng)電行業(yè),研發(fā)和咨詢機(jī)構(gòu)的12個合作伙伴共同參與創(chuàng)建新的漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)概念。
DTU和DHI在風(fēng)電行業(yè)都鼎鼎大名,Stiesdal Offshore Technology是何方神圣?
這個公司的創(chuàng)始人Henrik Stiesdal是名副其實(shí)的風(fēng)電前輩,以下關(guān)于他的資料(斜體字部分)來源來維基百科。
1978年,Henrik Stiesdal(與Karl ErikJørgensen一起)設(shè)計(jì)了代表 “丹麥概念”的第一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)之一。1979年,他將該設(shè)計(jì)授權(quán)給了維斯塔斯公司,當(dāng)時,維斯塔斯公司是一家丹麥制造企業(yè),生產(chǎn)農(nóng)用貨車、卡車起重機(jī)和船用冷卻器。 Stiesdal的設(shè)計(jì)形成了維斯塔斯公司崛起成為風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)先制造商的基礎(chǔ)。Stiesdal開始在維斯塔斯擔(dān)任顧問,之后于1983年加入公司擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理。 1987年,Stiesdal加入丹麥風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商Bo
nus Energy A / S作為開發(fā)專家。1988年,他成為技術(shù)經(jīng)理,2000年擔(dān)任首席技術(shù)官。2004年,Bo
nus Energy A / S被德國技術(shù)公司Siemens收購。Stiesdal成為西門子風(fēng)力發(fā)電的首席技術(shù)官,并于2014年底退休。在他的職業(yè)生涯中,Stiesdal已經(jīng)發(fā)明了超過175項(xiàng)發(fā)明,已經(jīng)獲得650多項(xiàng)有關(guān)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的專利。
2014年Henrik Stiesdal從西門子風(fēng)電首席技術(shù)官的位置退休后,創(chuàng)立了自己的公司Stiesdal A/S,并設(shè)計(jì)了新一代漂浮式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。Henrik Stiesdal發(fā)明的下一代漂浮式基礎(chǔ)如下圖。在2016年10月美國海上風(fēng)電大會上,Henrik Stiesdal作為演講人,展示過TetraSpar漂浮式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。而且,Henrik Stiesdal 并未對此漂浮式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)申請專利保護(hù),任何人都可以嘗試在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。
風(fēng)電工程與發(fā)展雜志2017年第4期刊載了一篇“2017年度發(fā)明家-Henrik Stiesdal”的文章,在該文中, Henrik Stiesdal回答了關(guān)于海上風(fēng)電的三個問題。
1.當(dāng)前海上風(fēng)電行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)是什么?
這個行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)其實(shí)與技術(shù)或行業(yè)本身并沒有直接關(guān)系,而是與可再生能源生產(chǎn)的整體特征相關(guān)。在風(fēng)電滲透率高的國家和地區(qū),能源生產(chǎn)的間歇性越來越被視為進(jìn)一步發(fā)展的障礙。因此,我們需要發(fā)展儲能和相關(guān)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
此外,我們目前正在實(shí)施必要的工業(yè)化進(jìn)程,行業(yè)正經(jīng)歷轉(zhuǎn)型,從繼承于海上石油和天然氣行業(yè)的較高成本水平,轉(zhuǎn)向真正工業(yè)化的產(chǎn)業(yè)。這是一個正在進(jìn)行中,還沒有完成的過程。
次要因素也可能成為真正的挑戰(zhàn),包括鳥類和海洋哺乳動物的問題。我們需要盡量減少對環(huán)境的影響,并為遷移鳥類制定強(qiáng)有力的威懾手段。
2.誰將是未來海上風(fēng)電市場之王?
對于風(fēng)電整機(jī)制造商而言,誰擁有市場上最大,最強(qiáng)和最具競爭力的風(fēng)電機(jī),誰就擁有未來。當(dāng)然,還需要堅(jiān)實(shí)的財(cái)務(wù)基礎(chǔ)。在當(dāng)前階段,市場上還沒有哪家企業(yè)具備實(shí)力挑戰(zhàn)“三巨頭”,包括Siemens,MHI Vestas和GE。
對于基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商來說,要看工業(yè)化進(jìn)程的速度,果斷地把業(yè)務(wù)從石油和天然氣轉(zhuǎn)向風(fēng)電。未來屬于那些轉(zhuǎn)型最快的企業(yè)。
對于開發(fā)商來說,需要持續(xù)關(guān)注成本,探索各級基礎(chǔ)設(shè)施和執(zhí)行方面的創(chuàng)新,避免突發(fā)事件堆積在一起。
3.如何使當(dāng)前的技術(shù)更有競爭力?
海上風(fēng)電能源成本急劇下降是各種因素的結(jié)合。主要的技術(shù)驅(qū)動因素一直是更大的風(fēng)電機(jī),更大的數(shù)量和專門的供應(yīng)鏈工業(yè)化,另外,在海上風(fēng)電項(xiàng)目中采用招標(biāo)方式也有助于提高競爭力。
Henrik Stiesdal認(rèn)為在海上風(fēng)電行業(yè),未來需要關(guān)注一些重要的技術(shù)改進(jìn):
- 工業(yè)化的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)(固定式和漂浮式)
- 66kV電網(wǎng)連接,包括或不包括海上升壓站
- 空氣動力學(xué)的改進(jìn),包括主動系統(tǒng),進(jìn)一步提高每個負(fù)載的AEP比例
- 前向測風(fēng)工具的改進(jìn),以防止轉(zhuǎn)子側(cè)最大的操作極端負(fù)荷 -基于雷達(dá)的控制
- 變流的改進(jìn)
如果邀請Henrik Stiesdal來中國訪問,并參加今年10月份北京風(fēng)電大會,講一下他的下一代漂浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ),與國內(nèi)同行進(jìn)行對話,這個主意怎么樣?