挪威石油位于Scotland的Pilot Park浮式風電場裝機容量30MW,位于蘇格蘭東北海岸,預計于2017年底投入使用。
該示范項目能夠充分利用蘇格蘭豐富的海上風能資源,在水深超過100米的海域內運作,為商業化規;母∈斤L電場運作展示了成本效益和低風險的解決方案。該風電場5臺6MW的風機安裝在Spar式基礎上并通過錨鏈固定在海床。風電場占地面積約4平方公里,所處海域平均風速約每秒10米。浮動基礎的重量約為3,200t,包括超過1000t的高密度混凝土。 Polot Park浮式風電場基本資料: 位于蘇格蘭阿伯丁東北方向的英國北海沿岸,距離岸邊25公里,水深95~120m,風電場位于兩條油氣管線之間; 挪油擁有75%權益,Masdar擁有剩余25%; PilotPark風電場夾在已有油氣管線中間; 風電場由5臺挪油Hywind Spar基礎浮式6MW風機組成,2015年作出投資決定,總裝機容量30MW,風機SWY-6.0-154由西門子提供,輪轂高度101m,槳葉直徑154m; 年平均風速10.1m/s,輸電電壓33~36kV; 每臺浮式風機間距1Km左右,采用3X1系泊系統,拖曳錨,系泊纜不清楚是使用鋼纜-鏈還是復合纜-鏈,有可能會配備配重塊增加系泊系統回復剛度; 風機基礎為Spar,按照新聞說法基礎總重3200t,包括1000t的固定壓載; 風機基礎海上扶正壓載、壓載,整體拖航至安裝地點; 項目總投資20億挪威克朗,相當于9.5億美元,建成后能夠為2萬戶居民提供穩定供電; 預計于2017年投產,設計壽命25年。 作為國家石油公司的挪威石油,很早就開始布局新能源產業。2001年推出了Hywind浮式風機概念。Hywind是Spar基礎浮式風機,采用Spar基礎的好處是平臺小水線面,運動性能好,極限海況適應能力好,無條件穩性。 挪油2009年推出了2.5MW的Hywind樣機,服役在挪威沿岸10km的挪威北海,水深200m,于2009年9月開始運行。自運行以來已經累計發電37.6Gwh,整體表現還是非常好的。服役期間經受住了44m/s風速和19m最大波高的考驗,證明了Hywind的可靠性。 Hywind若干年穩定的表現也給了挪油信心,最終促成了Pilot Park項目的實現。從挪油的布局來看,Pilot Park項目一定程度上還具備試驗性質,技術挑戰和概念可行性已經被樣機所證明,這個項目背負著項目降低成本的驗證意義。 未來浮式風電的市場還是比較廣闊,技術挑戰退居其次,成本還是主要阻力; 源自于海洋石油行業的驗證,當前浮式風機基礎無非就是四種:TLP、Spar、Semi,Barge。 從分析角度講,浮式風機主要的載荷有:風載、流載、一階波浪載荷、二階波浪載荷、葉片覆冰、冰激載荷、重力,分析過程中要考慮空氣動力學和水動力學的耦合,比海工浮體分析稍微復雜一點點。 最近20年浮式風機成為了研究熱點,也有樣機建成進行海上實測。主要的有: Blue H第一個浮式風機80Kw(2008年),看上去像是半潛形式的; University of Maine(2013年)造了一個1:8的大尺度樣機模型在海上進行了實驗;A是三立柱、三浮箱,橫撐斜撐支撐,沒記錯的話好像基礎是混凝土的。有興趣的可以去OMAE搜一搜,有相關的論文發表; 挪油2009年退出了第一個全尺度的2.5MwSpar基礎浮式風機Hywind,實踐證明這個概念相當成功(至少是在北海); 2011年Priciple Power在葡萄牙沿岸45m水深位置建成了世界第二個全尺度浮式風機樣機2MW的Wind Float。風機不對稱的放在了三個立柱的其中一個上。整體組裝,濕拖安裝,也體現了半潛基礎形式一貫的優點。但是由于結構不對稱,當基礎產生及較大傾斜的時候需要平臺安裝的壓載設備進行調載調平。樣機造價2600萬美元。據報道,2016年25MWWind Float項目獲得歐盟批準,預計2019年能夠投入運營。 2013年日本也造了兩個樣機,一個是半潛形式、風機中置的2Mw浮式風機,另一個是Spar形式的2Mw浮式風機 從當前的勢頭來看,Spar和半潛形式是浮式風機的主流,TLP也有機構在研究,還未見樣機投入試驗的報道。 Hywind的成功之處 Hywind2009年安裝吃水100m,由Technip設計建造,當時預計進行2年的運行測試。Spar基礎在海灣中扶正,壓載,隨后上部風機進行安裝,隨后整體托航至安裝水域,項目花費6200萬美元。2010年遭遇了11m波高的襲擊,樣機安然無恙。 Spar基礎的長運動周期、無條件穩性是Hywind成功的重要保證,但同時也面臨著建造、安裝的局限。挪威有條件良好的深水港灣,Spar基礎的扶正、壓載可以在環境條件較好的港灣內進行,換到世界其他海域,有可能安裝過程會變得復雜一些。 潛在的VIM影響有可能在一定程度上影響Spar基礎浮式風機的安全。挪威海域包括英國北海流速并不像墨西哥灣、中國南海那樣能夠使Spar平臺產生明顯的VIM運動,這一點從Aasta Hansteen Spar FPSO不裝螺旋側板可以看出端倪(我記得是不裝的,如果說錯了也請指正)。VIM對于Hywind浮式風機的影響可能還需要分析與實踐的驗證。
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