【預(yù)測(cè)】未來的海上風(fēng)電將會(huì)如何發(fā)展?
從誕生至今,海上風(fēng)電的歷史還不到30年,其技術(shù)革新之迅猛令人印象深刻。如果以這種速度發(fā)展下去,未來的海上風(fēng)電將會(huì)呈現(xiàn)怎樣的景象呢?最...
從誕生至今,海上風(fēng)電的歷史還不到30年,其技術(shù)革新之迅猛令人印象深刻。如果以這種速度發(fā)展下去,未來的海上風(fēng)電將會(huì)呈現(xiàn)怎樣的景象呢?
最明顯的趨勢(shì),是風(fēng)力機(jī)的進(jìn)一步大型化。現(xiàn)今葉片制造技術(shù)以及傳動(dòng)系統(tǒng)性能的持續(xù)改善,使得風(fēng)力機(jī)可以使用更大型的葉片,相應(yīng)地提高了單機(jī)容量。目前主流海上風(fēng)力機(jī)的單機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到6兆瓦,風(fēng)輪直徑達(dá)150米。運(yùn)用更大型的機(jī)組,能夠通 過提高可靠性以及在同功率情況下縮減基礎(chǔ)制造與吊裝成本,來獲得更好的經(jīng)濟(jì)性。預(yù)計(jì)到本世紀(jì)20年代,單機(jī)容量為10兆瓦的海上風(fēng)力機(jī)將會(huì)投入商業(yè)化應(yīng)用,而到30年代,單機(jī)容量為15兆瓦的機(jī)組將能夠面市。
當(dāng)今我國(guó)乃至世界上建成的海上風(fēng)電場(chǎng)絕大多數(shù)為近海風(fēng)電場(chǎng)。未來,海上風(fēng)電勢(shì)必會(huì)向深遠(yuǎn)海發(fā)展,因?yàn)樯钸h(yuǎn)海范圍更廣,風(fēng)能資源更豐富,風(fēng)速更穩(wěn)定,也不會(huì)與海上漁場(chǎng)、航線等發(fā)生沖突。前文介紹的風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)都需要與海床結(jié)合來提供承載力,而深海風(fēng)力機(jī)要是仍然使用這一形式,其基礎(chǔ)的尺寸和造價(jià)將隨著水深急劇增加。也就是說,深海風(fēng)力機(jī)將只能選擇用海水的浮力來負(fù)擔(dān)載荷的方法,即漂浮式基礎(chǔ)。
漂浮式基礎(chǔ)的使用,能讓風(fēng)力機(jī)擺脫不同海床條件的束縛,使基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化,最大限度地減少海上作業(yè)。同時(shí)它將具有良好的機(jī)動(dòng)性,在需要維修或是躲避臺(tái)風(fēng)時(shí),可以輕易地解除固定的錨索返回港口。2017年10月,全球首個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的大型海上漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目—海溫德蘇格蘭(Hywind Scotland)漂浮式風(fēng)電場(chǎng)已在英國(guó)海域投入運(yùn)行,這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)擁有5臺(tái)6兆瓦風(fēng)力機(jī),每座風(fēng)力機(jī)通過長(zhǎng)達(dá)100余米的漂浮式基礎(chǔ)與3條連接海底的 錨索矗立,總重量高達(dá)11200噸。我國(guó)也已經(jīng)著手漂浮式風(fēng)力機(jī)的研究,計(jì)劃在2019年開建首個(gè)海上漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目。
目前,即使是建設(shè)中的距岸45千米的江蘇大豐海上風(fēng)電場(chǎng),仍然計(jì)劃使用連接簡(jiǎn)單、成本較低的高壓交流電向陸上供電。但隨著大規(guī)模深遠(yuǎn)海風(fēng)電的開發(fā),交流輸電便會(huì)受到輸送距離的限制,直流輸電將成為海上風(fēng)電遠(yuǎn)距離送出的發(fā)展方向,特別是可自動(dòng)調(diào)整電壓、頻率、功率的柔性高壓直流(VSC-HVDC)將具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。例如,德國(guó)距岸130千米的博爾溫1(BorWin1)海上風(fēng)電場(chǎng)(裝有80臺(tái)5兆瓦風(fēng)機(jī)),先通過海上升壓站將電壓升至155千伏,再通過海上換流站轉(zhuǎn)換為150千伏直流電輸往大陸。我國(guó)南澳示范工程在國(guó)內(nèi)首次使用柔性直流輸送技術(shù),將位于南澳島上的多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)接入距離40千米的陸上電網(wǎng),并保留未來接入 海上風(fēng)電場(chǎng)的能力。
國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)認(rèn)為,到2030年,全球海上風(fēng)電的裝機(jī)總量將達(dá)到1億千瓦。到那時(shí),或許巨大的風(fēng)車將成為孩子們對(duì)海洋的第一印象。
原標(biāo)題:走近海上風(fēng)電|走向深海
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