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風電泰斗和他的漂浮式海上風機基礎

2017-07-07 來源:丹麥風能簡報 瀏覽數:3273

隨著海上風電向深海遠海發展,對水深超過50米的海上風電項目,安裝和運維的成本居高不下仍然是一個主要問題。對這些深遠海海上風電項目,為減少其生產,安裝和運維成本,在固定式基礎持續進步的同時,這些年,漂浮式海上風機基礎已經逐漸漸發展起來,并走出試驗階段,走向商業化應用了。

  隨著海上風電向深海遠海發展,對水深超過50米的海上風電項目,安裝和運維的成本居高不下仍然是一個主要問題。對這些深遠海海上風電項目,為減少其生產,安裝和運維成本,在固定式基礎持續進步的同時,這些年,漂浮式海上風機基礎已經逐漸漸發展起來,并走出試驗階段,走向商業化應用了。
  
  最近的一則消息稱,丹麥技術大學DTU,及兩家丹麥企業DHI和Stiesdal Offshore Technology正在合作進行一項叫作LIFES50 +的測試,用以測試下一代漂浮式海上風電基礎,該基礎叫TetraSpar,是由Stiesdal公司發明的。6月20日,該測試項目舉行了現場示范。這是DTU風能團隊在DHI海上波浪盆地進行的漂浮式風力發電機基礎的第四次測試活動。
  
  該漂浮式基礎使用DTU的10MW風力發電機進行1:60比例模型測試,并考慮兩個浮子配置。漂浮式風電機在許多運行和生存條件下經受風浪和波浪考驗。
  
  模型測試活動LIFES50 +的目標是提供TetraSpar基礎的概念證明,并提供該領域的實驗測試和數據分析技術。該項目由歐洲地平線2020計劃資助,由挪威公司Sintef Ocean領銜。 DTU風電系主導數字建模活動,并參與該項目。來自風電行業,研發和咨詢機構的12個合作伙伴共同參與創建新的漂浮式基礎結構概念。
  
  DTU和DHI在風電行業都鼎鼎大名,Stiesdal Offshore Technology是何方神圣?
  
  這個公司的創始人Henrik Stiesdal是名副其實的風電前輩,以下關于他的資料(斜體字部分)來源來維基百科。
  
  1978年,Henrik Stiesdal(與Karl ErikJørgensen一起)設計了代表 “丹麥概念”的第一臺風力發電機之一。1979年,他將該設計授權給了維斯塔斯公司,當時,維斯塔斯公司是一家丹麥制造企業,生產農用貨車、卡車起重機和船用冷卻器。 Stiesdal的設計形成了維斯塔斯公司崛起成為風力發電機領先制造商的基礎。Stiesdal開始在維斯塔斯擔任顧問,之后于1983年加入公司擔任項目經理。 1987年,Stiesdal加入丹麥風力發電機制造商Bonus Energy A / S作為開發專家。1988年,他成為技術經理,2000年擔任首席技術官。2004年,Bonus Energy A / S被德國技術公司Siemens收購。Stiesdal成為西門子風力發電的首席技術官,并于2014年底退休。在他的職業生涯中,Stiesdal已經發明了超過175項發明,已經獲得650多項有關風力發電技術的專利。
  
  2014年Henrik Stiesdal從西門子風電首席技術官的位置退休后,創立了自己的公司Stiesdal A/S,并設計了新一代漂浮式海上風機基礎。Henrik Stiesdal發明的下一代漂浮式基礎如下圖。在2016年10月美國海上風電大會上,Henrik Stiesdal作為演講人,展示過TetraSpar漂浮式海上風機基礎的設計。而且,Henrik Stiesdal 并未對此漂浮式基礎設計申請專利保護,任何人都可以嘗試在此基礎上進行設計改進。
  
  風電工程與發展雜志2017年第4期刊載了一篇“2017年度發明家-Henrik Stiesdal”的文章,在該文中, Henrik Stiesdal回答了關于海上風電的三個問題。
  
  1.當前海上風電行業面臨的最大挑戰是什么?
  
  這個行業面臨的最大挑戰其實與技術或行業本身并沒有直接關系,而是與可再生能源生產的整體特征相關。在風電滲透率高的國家和地區,能源生產的間歇性越來越被視為進一步發展的障礙。因此,我們需要發展儲能和相關聯網技術。
  
  此外,我們目前正在實施必要的工業化進程,行業正經歷轉型,從繼承于海上石油和天然氣行業的較高成本水平,轉向真正工業化的產業。這是一個正在進行中,還沒有完成的過程。
  
  次要因素也可能成為真正的挑戰,包括鳥類和海洋哺乳動物的問題。我們需要盡量減少對環境的影響,并為遷移鳥類制定強有力的威懾手段。
  
  2.誰將是未來海上風電市場之王?
  
  對于風電整機制造商而言,誰擁有市場上最大,最強和最具競爭力的風電機,誰就擁有未來。當然,還需要堅實的財務基礎。在當前階段,市場上還沒有哪家企業具備實力挑戰“三巨頭”,包括Siemens,MHI Vestas和GE。
  
  對于基礎設施供應商來說,要看工業化進程的速度,果斷地把業務從石油和天然氣轉向風電。未來屬于那些轉型最快的企業。
  
  對于開發商來說,需要持續關注成本,探索各級基礎設施和執行方面的創新,避免突發事件堆積在一起。
  
  3.如何使當前的技術更有競爭力?
  
  海上風電能源成本急劇下降是各種因素的結合。主要的技術驅動因素一直是更大的風電機,更大的數量和專門的供應鏈工業化,另外,在海上風電項目中采用招標方式也有助于提高競爭力。
  
  Henrik Stiesdal認為在海上風電行業,未來需要關注一些重要的技術改進:
  
  - 工業化的風機基礎(固定式和漂浮式)
  
  - 66kV電網連接,包括或不包括海上升壓站
  
  - 空氣動力學的改進,包括主動系統,進一步提高每個負載的AEP比例
  
  - 前向測風工具的改進,以防止轉子側最大的操作極端負荷 -基于雷達的控制
  
  - 變流的改進
  
  如果邀請Henrik Stiesdal來中國訪問,并參加今年10月份北京風電大會,講一下他的下一代漂浮式海上風電基礎,與國內同行進行對話,這個主意怎么樣?

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