风力发电设置从陆地朝向海洋,现在则由浅水区往深水区前行。美国 GE 正与海洋工程设计公司 Glosten 携手合作,投入 400 万美元打算设计出 12MW 的浮动式离岸风机。
目前离岸风机主要用混凝土或钢桩固定在海床上,这种设置模式必定受限于水深与海岸距离,目前风机也主要装置在 50 米以下浅水区,随着装置量愈来愈高,可开发的优良风场也愈来愈少,因此现在有许多开发商开始瞄准更广大的深海区领域,改设置浮动是离岸风机,透过长长的系绳固定在海底,有助提高离岸风电设置范围。
GE 和 Glosten 从 2020 年 4 月展开为期两年的的合作专案,并获得美国-先进海洋能源 Atlantis 计划 300 万美元补助,将采用 Pelastar 的张力腿式平台(TLP)技术与 GE 正研发的控制系统,提出全新的解决方案。其中 TLP 是由钢管或钢缆张力构件以锚炼垂直系结于海底,结构轻、稳定性高,但安装过程较为复杂,通常这类平台主要用于水深小于 2,400 米左右的地方。
GE 模型控制主任工程师 Rogier Blom 表示,浮动式离岸风机的概念好比将公车放在长长的杆子上,如今要如何让风机漂在海上、在风浪冲击下维持平衡,这不仅是设计上的挑战,对控制系统的要求也颇高。
GE 指出,预计浮动式风机的质量将比目前现在浮动式风机技术减少 35%。未来若打通离岸风电深水区道路,美国离岸风电年发电量将可攀升至 7,000TWh(兆瓦时),几乎是美国年发电量 4,000 TWh的两倍。
近年来 GE 再生能源在离岸风电表现颇佳,2018 年推出最大的 12MW Haliade-X 涡轮机,身高 260 米并具备三片直径 220 米长的叶片,据说转换能量比其他风机多出 45%,现在还正在开发更大的 14MW 版本。
Haliade-X 也将投入英国的 1.2GW 世界最大风场 Dogger Bank,同时也会现身美国 800MW Wineyard Wind 风场。Blom 指出,启动浮动式离岸风电计划将可再提升离岸风电的发电潜力。
- GE designs massive floating turbine to take wind energy into deep water
- GE Researchers Unveil 12 MW Floating Wind Turbine Concept
(首图来源:GE)