为未来奠定基础

负责任地使用自然资源 2016年6月8日 Søren Juel彼得森

全球风电行业在新增投资和产能方面继续打破纪录, 但高昂的成本仍然是一个重大挑战. 是该行业增长最快的部分, 海上风电行业正在寻找设计更智能涡轮机基础的新方法,以帮助确保一个可再生的、负担得起的未来.

文章
12分钟

高耸于海面之上的, 翼展相当于两架空客380的海上风力涡轮机是一道迷人的风景. 在海底深处, 然而, 先进的机械设备是风能生产的重要基础.

锚定在海床上,形状像一个倒置的杯子, 吸力桶形基础利用负压来承受上部结构在海平面以上的极端重量以及风力机和波浪对支撑结构施加的巨大水平荷载.

这种类型的导管架基础具有承载能力,即使在脆弱的海底土壤中也能支持涡轮机, 从而使结构能够抵抗外部负载,如强电流, 碰撞和恶劣天气. 与此同时,它还有助于应对海上油气行业最大的挑战之一:成本.

根据牛津能源研究所2015年的一份报告, 到2023年,海上风能产业必须削减26%的资本和运营成本,才能与其他能源相比具有“高度竞争力”.

规划的高成本, 捏造, 安装和操作大型和偏远的结构是主要原因,风仍然只覆盖11.占欧盟总用电量的4%, 尽管2015年又打破了纪录, Jan Matthiesen说, 伦敦咨询组织碳信托的离岸风能总监.

“这个行业需要更有竞争力. 拼搏体育官网客户端的方向是对的, 随着拼搏体育官网客户端开始掌握风力发电场的规模和规模,并通过获得资金和获得更明确的政策来获得更多的确定性,扬·马蒂森说, 谁还负责海上风力加速器, 一个协作RD&D计划旨在降低工业成本.

更大、更深

试图生产出更稳定、更高效的风能, 公司们不断地设计更大的涡轮机,并向离岸更远的深水方向发展. 这就加强了对能够承受更大负荷和更极端天气的具有成本效益的基础的需求, 包括巨浪,也包括地震和飓风.

要抵御25米高的海浪,并使涡轮机持续25年,需要非凡的力量. 油气行业正在不断寻找优化资源的新方法,同时加强结构的稳健性. 作为一个公司, 在过去的30年里,拼搏体育官网客户端一直通过优化基础设计来帮助解决这一复杂的挑战. 拼搏体育官网客户端正在一口一口地吃掉大象. 

海上风力发电场仍然主要建在由一根大钢管组成的单桩上, 直径五至八米. 然而, 随着涡轮机的增长和安装在更大的海洋深处, 在一些水域中,采用更细管道的网格设计的套式地基是一种更轻、适应性更强的选择.

来自油气田的灵感

在过去的20年里,吸式桶夹套(SBJ)一直被用于油气平台. In 2014, DONG Energy在一个海上风电场安装了第一个三腿SBJ技术, Borkum riffground 1, 距离德国博尔库姆岛37公里. 安装起来更快,更便宜,甚至更安静.

拼搏体育官网客户端设计了具有三个杯状基础的吸力桶套,通过吸力滑入海底. 它安装在一个单一的提升和组装过程, 减少了施工时间和相关成本. 它安装起来也更安静,因此符合新的噪音限制,以保护当地的生态系统

设计过2个以上,40个海上风电场的400个地基, 安博在全球安装的离岸基金会中占有超过65%的市场份额. 不管是哪种结构,单桩, 混凝土重力基础, 传统的夹套设计或带有吸桩的夹套——重点是改善形式和功能.

一项主要的挑战是逐步减少每兆瓦安装使用的钢铁吨数. 拼搏体育官网客户端通过简化夹克设计来做到这一点, 节省的资源也降低了焊接成本, 加载和安装.

设计对成本效益至关重要

牛津能源研究所(Oxford Institute for Energy Studies)预测,从现在到2020年,更大的涡轮机和价值链上更多的竞争将对降低成本产生最大的影响, 结合对子结构连续制造的投资.

碳信托的Jan Matthiesen也认为“进一步降低成本有很大的潜力.”

“创新的基础设计对于降低整个行业的成本至关重要, 特别是如果你着眼于减少钢材数量的潜力,并更好地了解风的条件和波浪的行为,”他说.

风能的数量

  • 2015年,全球风电装机容量创下新纪录,增加了63台.7 GW容量. 增长率为17.2%,总容量为435吉瓦.
  • 风能是欧洲增长最快的能源来源,占2015年所有新投资的44%.
  • 2015年,海上风力发电设备占欧盟风能市场的24%, 2014年为13%.
  • 中国是全球风力发电的领导者,拥有51个市场份额.8%. 在欧洲, 德国和西班牙的能力最强, 而英国在2015年的新投资中占48%.
  • 欧洲风能协会(EWEA)认为出口潜力巨大, 尤其是像丹麦这样的国家, 德国, 荷兰和波兰, 这些公司都是海上风力基础的大型供应商.

来源:世界风能协会(WWEA)和欧洲风能协会(EWEA), 2016年