新浮动风力平台安装问题存在的挑战

由于没有任何东西可以减缓它们的速度，海洋上空的风可以持续以比陆地上更高的速度吹过，这使得它们对电气线束很有吸引力。但是，深水所需的漂浮式风力涡轮机面临着咸味阵风和大浪的影响，更别提还有首先需要解决的安装问题存在的巨大挑战了。

总部位于都柏林的Gazelle Wind Power公司表示，他们有一个新颖的解决方案。该公司最近推出了新浮动风力平台设计，该设计是模块化的，比竞争对手用钢更少，使其更便宜、更轻、更容易安装。这意味着可以稳定容量高达20兆瓦的大型海上涡轮机，同时从根本上减少重量、成本和海底电缆张力。

Gazelle首席技术官Jason Wormald表示：“使用Gazelle的解决方案，一个1千兆瓦的海上风电场可以节省超过14.2万公吨的钢铁，并减少超过26万吨的二氧化碳排放。”

海上风电在世界各地的发展势头越来越强劲。该行业主要依靠固定在海床上的涡轮机，这些涡轮机不能在60米深度以上的水域使用。但根据全球风能理事会（Global Wind Energy Council）的数据，全球约80%的海上风能资源位于更深的水域。

“Deploying the largest， most powerful turbines is the only way to reach decarbonization targets.”

—Jason Wormald， Gazelle Wind Power

因此，风电行业正在慢慢远离海岸。2021年，三个浮动风电项目投产，总发电量为57.1兆瓦。挪威能源公司Equinor旗下的世界上最大的浮动风电场Hywind Tampen于去年年底生产了第一批电力。2022年9月，拜登政府公布了其浮动海上风电项目，该项目旨在“到2035年将浮动技术的成本降低70%以上，达到每兆瓦时45美元”，并在2035年将容量提高到15吉瓦，足以为500万户家庭供电。根据BloombergNEF提供的数据显示，浮动风电装置将从2027年开始真正爆发，并主要集中在欧洲和美国。

由于远离海岸，漂浮的风电场带来了巨大的工程挑战。Wormald说，这些平台通常需要支持15兆瓦或更大的大型涡轮机。他说，与安装几个较小的涡轮机相比，更大的涡轮机使安装更具成本效益。但目前正在使用或评估的许多平台“需要大量钢材，系泊系统效率低下，对海床和海洋环境产生负面影响，并且需要专门的船只、起重机和基础设施来组装和运输。

据悉，几家公司正在开发用于深水的创新浮式风力平台。其中许多借鉴了海上钻井的石油钻机设计。大约80%的项目计划使用半潜式平台，这种结构部分漂浮在水下，并通过链条系泊在海床上。另一种流行的设计是张力腿平台，它通过刚性系绳垂直系泊在每个角落。

Wormald说：“Gazelle的大多数竞争对手都使用石油和天然气行业的传统解决方案。而Gazelle的解决方案完全是考虑到海上漂浮风电行业而设计的。”

该公司独特的设计结合了半潜式和张力腿式平台的最佳功能。关键特征是枢转臂和动态系泊系统。平台通过垂直系泊缆锚定在海底，但它们通过枢转臂连接到平台中心正下方悬挂在水中的配重上。平台随风和波浪移动，但配重系统平衡运动和力，保持涡轮机的低桨距，使其保持稳定，并帮助其在面对强风和巨浪时高效工作。

Gazelle表示，该平台比传统的半潜式设计更小、更轻。它使用的钢材要少得多，这使成本降低了30%。此外，该系统是模块化的，因此无需专业设备即可轻松、快速地安装。它还可以扩大到20兆瓦的涡轮机。

到目前为止，该公司已经在西班牙坎塔布里亚大学环境水力学研究所的一个1:60比例的10兆瓦涡轮机平台模型上测试了其设计。测试的成功使该公司获得了挪威DNV的海上风电平台技术可行性批准，挪威DNV是一家专门从事海洋和海上系统的认证提供商。

Gazelle目前正与可再生能源开发商WAM Horizon一起在葡萄牙海岸开展一个试点项目。该公司尚未透露工厂的规模或时间表。但Wormald表示，Gazelle的设计“可以在任何运行环境中为任何尺寸的涡轮机量身定制。部署最大、最强大的涡轮机是实现脱碳目标的唯一途径。像Gazelle这样的创新解决方案将使这些大型涡轮机能够在风力更强、间歇性更小的深海中高效运行”。

审核编辑：彭静