目前离岸风机大多采用固定式风机,透过打桩工程将风机基座固定于海床上,远远看就像是在海面拔地而起的大型风扇,虽然该技术已达到大规模商业化,但风机部署受限于海底深度,只能安装在深度 60 米以内的海床上,因此开始有厂商将目光瞄准浮动式离岸技术,盼打造出成本效益比最高又实用的风机设备。
离岸风电多座落于 29.2 米深的浅海区域,随着离岸风电逐年发展,可用的浅水区域势必会越来越少,且先前也有研究指出,全球 80% 离岸风电潜力区位在水深超过 60 米海域,开发商若要持续发展海上能源,将会逐渐迈入深水区域。
只不过要在水深 60 米处装设固定式离岸风机,对厂商来说是一大挑战,建设成本不仅昂贵,在技术与环境上也会面临许多困难。
因此不少厂商决定打造浮动式离岸风电,让风机直接浮在海面上,不用再受到海底深度的限制,像是由葡萄牙公司 EDP Renewables、美商 Principle Power、西班牙石油公司推出的 WindFloat Atlantic 专案。
该计划采用 Principle Power 的 WindFloat 技术,将浮动式离岸风电安装在一座三角形平台,让涡轮机可以浮在水面上,平台底下则运用缆线来固定,让风机不会在海面上飘移,暴风雨时期依然能保持稳定,也不用经过打桩工程,营运与安装成本不仅更低,更有望减少大量噪音与对海洋生态的影响。
目前该公司正在法国与葡萄牙北海岸测试,将装置容量最高达 8.4MW 的离岸风机浮在水深 85-95 米海域。EDP Renewables 专案负责人 JoséPinheiro 也表示,公司若可扩大发展规模,将有助于降低成本并有机会让技术与市场融合。
WindFloat Atlantic 也不是唯一一个开发浮动离岸风电技术的厂商,英国北海岸的 FLOWSPA 专案也正如火如荼进行中。该离岸风机结构 Starfloat 是由 Ocean Flow Energy 打造,外观看起来很像小型的半潜式(semi-submersible)钻井平台,只是中间的钻油设备变成大型离岸风机,其中在水面上环绕风机的翼状浮动平台可让设备不受风浪影响,除了可装设在水深达 60 米海域,还可以抵御最高每小时 200 公里风速。
(Source:Ocean Flow Energy)
Ocean Flow Energy 已打造出低成本、易于标准化结构,更希望 FLOWSPA 专案可将最终成本降至 MWh 60 欧元,专案协调人 Graeme Mackie 也表示,新型风机设计相当简单,除了能用于原有的造船设备与设施,部署与维修也相当容易,能直接与系泊系统分离,而这些都有助于降低成本。
目前世界最大浮动式离岸风电则位于英国苏格兰, 由 Statoil 和 Masdar 公司联手建造,电厂包含 5 座 6MW 风机,装置容量达 30MW,足以供应约 2 万户家庭用电。每台风机皆装置于 90 米高的漂浮底座上,再与下方 100 米处的 3 个吸力式基桩(Suction Pile)连接固定。
未来随着浮动式离岸风电技术愈加成熟与逐渐被市场接受,想必成本也会逐年下降,到时发展离岸风电将不再受限于海底深度与生态环境,或许将成为将来再生能源发展重要趋势。
- Offshore wind farms to test business in deep water
(本文由 EnergyTrend 授权转载;首图来源:达志影像)