中國自動化學會專家谘詢工作委員會指定宣傳媒體
新聞詳情

漂浮式風力發電機將為能源需求做出重要貢獻

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 15:59:58 來源:《流程工業》Angela

  【導讀:世界首台2.3MW大型飄浮式風力發電機Hywind被運往北海海域220m海深處,並開始運行。在接下來的兩年裏,Hywind風力發電機將在惡劣的海洋環境中接受狂風巨浪洗禮,並全力以赴接受漂浮發電這一創新技術的全麵測試。】

  漂浮在美麗而惡劣的挪威海岸線外的Hywind漂(piao)浮(fu)式(shi)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji),創(chuang)造(zao)了(le)曆(li)史(shi),成(cheng)為(wei)首(shou)台(tai)由(you)海(hai)下(xia)漂(piao)浮(fu)構(gou)架(jia)支(zhi)撐(cheng)的(de)大(da)型(xing)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)。海(hai)下(xia)支(zhi)撐(cheng)設(she)備(bei)與(yu)用(yong)於(yu)支(zhi)撐(cheng)近(jin)海(hai)石(shi)油(you)鑽(zuan)塔(ta)的(de)設(she)備(bei)類(lei)似(si)。這(zhe)台(tai)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)高(gao)出(chu)海(hai)平(ping)麵(mian)65m或213英尺,發電機葉片直徑為82m。設備安裝在距離Karm?y島東南海域12km(7.5英裏)處,在大約公元1000年,Karm?y島曾是斯堪的納維亞地區的一個重要酋長總部所在地。

  正如那些征服了很多邊疆的著名北歐探險家先輩一樣,挪威能源公司,如StatoilHydro,也向著擁有突破性技術的新領域發展。“從長遠來看,我們正在進行的試點工程,有利於漂浮式風力發電機為世界巨大的能源需求量做出重要的貢獻。” StatoilHydro公司技術&新能源(TNE)部執行副總裁Margareth ?vrum在去年6月發布的講話中講到。

  “漂浮式風力發電機組依然是一項不成熟的技術,商業化進程及在風電場大規模建設仍需要很長的路要走。” Margareth ?vrum說。“我們對Hywind試點的期望,是測試出風浪是如何影響整個裝置,以此了解如何優化操作概念和識別技術差距。”

  StatoilHydro公司資產管理經理Sjur E. Bratland ,在去年10月份與POWER 雜誌談到了Hywind 項目。“項目的總成本大約為4億挪威克朗(NOK) [大約0.71億美元]。”

  Bratland說。 “然而, Hywind 示範項目是一次性樣機,樣機的成本不會影響Hywind 漂浮式風機的商業化生產成本, 而商業化生產的成本會較低。”

  StatoilHydro在Hywind 項目上的花費為3.41億克朗, 而Enova公司提供了大約0.59億克朗。Enova公司是一家國有公司,支持挪威能源生產和使用過程中的環保變革技術。

  圖1 Hywind漂浮式風力發電機是首台由海上漂浮式構架支撐的大型風力發電機,漂浮式支架與海上石油鑽井所用的支架類似

  西(xi)門(men)子(zi)在(zai)丹(dan)麥(mai)的(de)風(feng)力(li)能(neng)源(yuan)部(bu)負(fu)責(ze)生(sheng)產(chan)風(feng)機(ji),法(fa)國(guo)德(de)克(ke)尼(ni)普(pu)公(gong)司(si)負(fu)責(ze)搭(da)建(jian)漂(piao)浮(fu)係(xi)統(tong),而(er)耐(nai)克(ke)森(sen)公(gong)司(si)負(fu)責(ze)生(sheng)產(chan)和(he)布(bu)置(zhi)連(lian)接(jie)到(dao)陸(lu)地(di)的(de)電(dian)纜(lan)線(xian)。後(hou)續(xu)的(de)組(zu)裝(zhuang)在(zai)斯(si)塔(ta)萬(wan)格(ge)港(gang)附(fu)近(jin)的(de)?m?y Fjord地區進行,Hywind測試設備去年6月份被拖運到Karm?y島附近海麵的安裝點,將進行為期兩年的測試。8月,Hywind 接入當地電網並開始發電。

  Hywind項目是StatoilHydro公司將其在近海石油和天然氣業務中獲得的豐富經驗應用於解決可再生能源項目的典範。Hywind 漂浮式風力發電機在不超預算的情況下按期交付。同時令人欣喜的是,在整個項目開發過程中沒有任何嚴重的有關健康、安全或環保的事件發生。

  挪威的電力工業

  挪威是世界最富有及人均資本儲備最多的國家之一。據美國中央情報局2009年估計,其人口總數約為4?660?539。全國總體電力生產量約為1427億kWh,總用電量約為1288 億kWh。美國中央情報局同時估計,挪威出口電量大約是173億kWh,而進口電量約是34.5億kWh。

  目前,挪威主要依靠可再生能源發電,水力發電超過99%。幹gan旱han時shi節jie,挪nuo威wei主zhu要yao從cong火huo力li和he核he能neng發fa電dian廠chang進jin口kou電dian能neng。從cong對dui水shui力li的de利li用yong率lv可ke以yi看kan出chu,挪nuo威wei的de水shui力li發fa電dian基ji礎chu設she施shi幾ji乎hu已yi經jing沒mei有you可ke開kai發fa的de空kong間jian。

  挪(nuo)威(wei)也(ye)擁(yong)有(you)大(da)量(liang)的(de)化(hua)石(shi)能(neng)源(yuan),是(shi)世(shi)界(jie)第(di)二(er)大(da)石(shi)油(you)出(chu)口(kou)國(guo)。而(er)石(shi)油(you)和(he)天(tian)然(ran)氣(qi)的(de)生(sheng)產(chan)已(yi)經(jing)不(bu)斷(duan)趨(qu)於(yu)平(ping)穩(wen)。另(ling)外(wai),挪(nuo)威(wei)仍(reng)占(zhan)有(you)歐(ou)洲(zhou)剩(sheng)餘(yu)石(shi)油(you)和(he)天(tian)然(ran)氣(qi)大(da)約(yue)一(yi)半(ban)的(de)存(cun)貯(zhu)量(liang)。

  “目前,挪威幾乎可以通過水力發電自給自足。”Bratland說。“然(ran)而(er),官(guan)方(fang)聲(sheng)明(ming)在(zai)水(shui)力(li)發(fa)電(dian)開(kai)發(fa)領(ling)域(yu),挪(nuo)威(wei)已(yi)經(jing)沒(mei)有(you)大(da)的(de)開(kai)發(fa)空(kong)間(jian)。考(kao)慮(lv)電(dian)力(li)供(gong)應(ying)及(ji)預(yu)期(qi)增(zeng)長(chang)的(de)用(yong)電(dian)量(liang),將(jiang)存(cun)在(zai)區(qu)域(yu)性(xing)挑(tiao)戰(zhan)。我(wo)相(xiang)信(xin),風(feng)力(li)發(fa)電(dian)將(jiang)有(you)可(ke)能(neng)成(cheng)為(wei)挪(nuo)威(wei)的(de)一(yi)種(zhong)重(zhong)要(yao)的(de)電(dian)力(li)能(neng)源(yuan),承(cheng)擔(dan)預(yu)期(qi)增(zeng)長(chang)的(de)用(yong)電(dian)量(liang)和(he)改(gai)善(shan)風(feng)電(dian)、水shui電dian相xiang結jie合he發fa電dian的de規gui律lv性xing,從cong而er有you助zhu於yu解jie決jue地di區qu供gong電dian問wen題ti。然ran而er,挪nuo威wei風feng力li發fa電dian領ling域yu,尤you其qi是shi海hai上shang風feng力li發fa電dian所suo麵mian臨lin的de主zhu要yao機ji遇yu是shi成cheng為wei歐ou洲zhou其qi他ta國guo家jia的de電dian力li出chu口kou國guo。

  挪(nuo)威(wei)目(mu)前(qian)為(wei)止(zhi)還(hai)不(bu)是(shi)歐(ou)盟(meng)成(cheng)員(yuan)國(guo)。但(dan)是(shi),斯(si)堪(kan)的(de)納(na)維(wei)亞(ya)國(guo)家(jia)與(yu)歐(ou)盟(meng)有(you)著(zhe)非(fei)常(chang)緊(jin)密(mi)的(de)關(guan)係(xi)。挪(nuo)威(wei)可(ke)以(yi)與(yu)歐(ou)盟(meng)成(cheng)員(yuan)國(guo)保(bao)持(chi)高(gao)度(du)經(jing)濟(ji)一(yi)體(ti)化(hua)和(he)政(zheng)治(zhi)合(he)作(zuo)。挪(nuo)威(wei)是(shi)歐(ou)洲(zhou)經(jing)濟(ji)區(qu)和(he)歐(ou)洲(zhou)自(zi)由(you)貿(mao)易(yi)協(xie)會(hui)簽(qian)署(shu)國(guo),該(gai)組(zu)織(zhi)規(gui)定(ding)歐(ou)洲(zhou)市(shi)場(chang)可(ke)麵(mian)向(xiang)所(suo)有(you)簽(qian)署(shu)協(xie)議(yi)的(de)國(guo)家(jia)。

  鏈接:項目概況

  整個Hywind 風力渦輪樣機重約5300公噸,適合水深範圍為120m~700m。

  “安裝地點是經過兩年審核最終選定的。”Bratland說。“離岸距離短可以減少纜線成本,同時可以縮短到達發電機的行程時間。該安裝地點為進行實驗提供了極佳的條件。”

  漂piao浮fu式shi海hai上shang風feng力li發fa電dian機ji的de長chang期qi目mu標biao是shi最zui終zhong可ke以yi安an裝zhuang在zai更geng深shen的de海hai域yu。與yu船chuan錨mao不bu同tong的de是shi,風feng機ji上shang的de錨mao索suo不bu僅jin僅jin躺tang在zai海hai底di,而er是shi需xu要yao拉la至zhi並bing固gu定ding到dao海hai底di10 m以下,每根係錨繩與一個重物連接。在安裝地點,項目組修建了一個特定點基座。

  

圖2 大型風力發電機安裝於挪威Karm?y海島附近的北海海麵

  Hywind項目涉及的費用之一是電纜線成本,較比安裝海深距離,其成本更加受限於離海距離。Hywind 項目依賴一個細長的圓柱形物體,有點類似於“柱形浮標”概念,這個設計概念是一種獲得專利技術的水下漂浮式鋼質結構、混凝土壓載水艙,這種方式已經用於海上油、氣鑽機業務多年,漂浮結構是一個約為117m長的細長鋼質管,一端是底座,另一端為風機法蘭。

  用壓載水艙填滿的鋼管被運送至安裝地點並立於海麵。浮標的整個結構被拉至海水中,浮標可牽引至100m水深處,與海底三點係錨相連。

[page_break]

  重力中心點在海底表麵以下,避免風機在惡劣的海麵上來回擺動。

  “Hywind風力發電機後續服務由當地西門子技術服務人員提供。”Bratland 說。“服務技師們被分派到這項工作,但是他們的主要任務是海上風機的維護工作。”

  Hywind通過GPS進行實時定位,係泊係統將根據已經設立的維修程序進行檢驗。此外,Hywind漂浮裝置、所有的係泊載荷、主風塔上的構架負荷和壓載水艙的位置都將被實時監測。這樣,任何通過計算數據獲得的偏差都將按StatoilHydro的要求被深入調查和檢驗。

  當地民眾,包括市長在內,都為該項目提供了積極的支持,Bratland認為。項目在當地的影響大多是積極的。

  此次,StatoilHydro沒有嚴格關注此項目對海鳥及野生動物所處環境的影響。“Hywind 僅僅是一個需要進行兩年測試用的風力發電樣機。”Bratland說。“因此,當局沒有對指定的安裝地點,要求從環保角度進行細致的調查。當然,如果我們擴大區域,環境問題就需要考慮在內。”

  創新技術

  西門子風力發電部主技師Henrik Stiesdal 在去年10月份對POWER 雜誌談到Hywind漂浮式風力發電機項目是如何從當前的創新設計中獲利的。

  “Hywind這種有吸引力的簡單的細長圓柱設計概念也有不足的地方。” Stiesdal說。“風機被係泊並放置在漂浮的平台上,海水的起伏導致塔座顛簸搖晃。這些搖晃帶給支架裝置額外的負荷。”

  為漂浮支架創建解決方案已經成為Hywind設計方案的核心部分。Stiesdal認ren為wei。因yin此ci,已yi開kai發fa了le一yi種zhong先xian進jin的de適shi用yong方fang案an,使shi用yong轉zhuan子zi葉ye片pian偏pian航hang係xi統tong來lai平ping衡heng移yi動dong。這zhe在zai開kai發fa並bing提ti高gao了le生sheng產chan功gong率lv的de同tong時shi,最zui大da程cheng度du降jiang低di了le葉ye片pian和he塔ta架jia的de負fu荷he。控kong製zhi這zhe一yi過guo程cheng的de軟ruan件jian能neng夠gou將jiang上shang次ci轉zhuan子zi角jiao度du成cheng功gong改gai變bian的de信xin息xi記ji錄lu下xia來lai,用yong於yu將jiang來lai減jian輕qing波bo激ji移yi動dong的de微wei調tiao嚐chang試shi。

  許可問題

  挪威有關海上風力發電項目的規章製度目前還沒有落實到位。有關海上可再生能源生產的立法參考文件工作在2009年2月進行了公開聽證,但是目前仍然沒有展開。

  “缺少海上風電立法已經成為Hywind項目的一項挑戰。”Bratland說。“與挪威海岸管理局和挪威水資源和能源理事會緊密合做,來解決與安裝Hywind示範項目有關的眾多挑戰。其中包括纜線安裝點選擇及漂浮式風力發電機的安裝和突顯工作。”

  因為這是一個為期兩年的研發項目,僅需要滿足少量用於陸地風力發電機的應用標準。Bratland表示。

  如果這項創新的項目獲得成功,挪威將不再隻因維京海盜而出名,同時也將因這一可使國家繁榮富強的新型海上活動而聞名於世。

  其他漂浮式風力發電機

  StatoilHydro公司資產管理經理Sjur E. Bratland著重提到其他公司也在進行漂浮式風力發電機項目。他說,“例如Sway概念設計,而StatoilHydro也參與其中。”

  Swayshinuoweiyigekezaishengnengyuanjishugongsi,zaishenhaipiaofushifenglifadianjijishulingyujuyoulingxiannengli。gaigongsiyijingxiangnuoweishuiziyuannengyuanlishihuishenqingleyixiangceshixuke。jiushizainuoweixihaian?ygarden海域Naturgassparken安裝一台測試風機。

  樣機的安裝將依賴Enova公司的財政支持,Enova公司是挪威皇家石油能源部下屬的公共事業單位。10MW 風力發電機的葉片直徑為145m, 這一型號風機將使其成為世界上最大的測試風機。盡管這座風機將用於海上發電,但是,Sway 公司想要先將這座風機在陸地上進行2~5年的測試。在陸地測試結束後移至海上運行。

  

版權所有 工控網 Copyright©2026 Gkong.com, All Rights Reserved