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漂浮式风电机组

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Hywind项目概况

整个Hywind 风力涡轮样机重约5300公吨,适合水深范围为120m~700m。

“安装地点是经过两年审核最终选定的。”Bratland说。“离岸距离短可以减少缆线成本,同时可以缩短到达发电机的行程时间。该安装地点为进行实验提供了极佳的条件。”

漂浮式海上风力发电机的长期目标是最终可以安装在更深的海域。与船锚不同的是,风机上的锚索不仅仅躺在海底,而是需要拉至并固定到海底10 m以下,每根系锚绳与一个重物连接。在安装地点,项目组修建了一个特定点基座。

大型风力发电机安装于挪威Karm?y海岛附近的北海海面

Hywind项目涉及的费用之一是电缆线成本,较比安装海深距离,其成本更加受限于离海距离。Hywind 项目依赖一个细长的圆柱形物体,有点类似于“柱形浮标”概念,这个设计概念是一种获得专利技术的水下漂浮式钢质结构、混凝土压载水舱,这种方式已经用于海上油、气钻机业务多年,漂浮结构是一个约为117m长的细长钢质管,一端是底座,另一端为风机法兰。

用压载水舱填满的钢管被运送至安装地点并立于海面。浮标的整个结构被拉至海水中,浮标可牵引至100m水深处,与海底三点系锚相连。 重力中心点在海底表面以下,避免风机在恶劣的海面上来回摆动。 “Hywind风力发电机后续服务由当地西门子技术服务人员提

供。”Bratland 说。“服务技师们被分派到这项工作,但是他们的主要任务是海上风机的维护工作。”

Hywind通过GPS进行实时定位,系泊系统将根据已经设立的维修程序进行检验。此外,Hywind漂浮装置、所有的系泊载荷、主风塔上的构架负荷和压载水舱的位置都将被实时监测。这样,任何通过计算数据获得的偏差都将按StatoilHydro的要求被深入调查和检验。

当地民众,包括市长在内,都为该项目提供了积极的支持,Bratland认为。项目在当地的影响大多是积极的。

此次,StatoilHydro没有严格关注此项目对海鸟及野生动物所处环境的影响。“Hywind 仅仅是一个需要进行两年测试用的风力发电样机。”Bratland说。“因此,当局没有对指定的安装地点,要求从环保角度进行细致的调查。当然,如果我们扩大区域,环境问题就需要考虑在内。” 创新技术

西门子风力发电部主技师Henrik Stiesdal 在去年10月份对POWER 杂志谈到Hywind漂浮式风力发电机项目是如何从当前的创新设计中获利的。 “Hywind这种有吸引力的简单的细长圆柱设计概念也有不足的地方。” Stiesdal说。“风机被系泊并放置在漂浮的平台上,海水的起伏导致塔座颠簸摇晃。这些摇晃带给支架装置额外的负荷。”

为漂浮支架创建解决方案已经成为Hywind设计方案的核心部分。Stiesdal认为。因此,已开发了一种先进的适用方案,使用转子叶片偏航系统来平衡移动。这在开发并提高了生产功率的同时,最大程度降低了叶片和塔架的负荷。控制这一过程的软件能够将上次转子角度成功改变的信息记录下来,用于将来减轻波激移动的微调尝试。 许可问题

挪威有关海上风力发电项目的规章制度目前还没有落实到位。有关海上可再生能源生产的立法参考文件工作在2009年2月进行了公开听证,但是目前仍然没有展开。

“缺少海上风电立法已经成为Hywind项目的一项挑战。”Bratland说。“与挪威海岸管理局和挪威水资源和能源理事会紧密合做,来解决与安装Hywind示范项目有关的众多挑战。其中包括缆线安装点选择及漂浮式风力发电机的安装和突显工作。”

因为这是一个为期两年的研发项目,仅需要满足少量用于陆地风力发电机的应用标准。Bratland表示。

如果这项创新的项目获得成功,挪威将不再只因维京海盗而出名,同时也将因这一可使国家繁荣富强的新型海上活动而闻名于世。

其他漂浮式风力发电机

StatoilHydro公司资产管理经理Sjur E. Bratland着重提到其他公司也在进行漂浮式风力发电机项目。他说,“例如Sway概念设计,而StatoilHydro也参与其中。”

Sway是挪威一个可再生能源技术公司,在深海漂浮式风力发电机技术领域具有领先能力。该公司已经向挪威水资源能源理事会申请了一项测试许可。就是在挪威西海岸?ygarden海域Naturgassparken安装一台测试风机。

样机的安装将依赖Enova公司的财政支持,Enova公司是挪威皇家石油能源部下属的公共事业单位。10MW 风力发电机的叶片直径为145m, 这一型号风机将使其成为世界上最大的测试风机。尽管这座风机将用于海上发电,但是,Sway 公司想要先将这座风机在陆地上进行2~5年的测试。在陆地测试结束后移至海上运行。

维斯塔斯、EDP 及其他WindPlus 的合作伙伴 为首台安装在

WindFloat 漂浮式基座上海上

近日,维斯塔斯和EDP、Energias de Portugal、Repsol、Principle Power、A. Silva Matos (ASM) 以及InovCapital 宣布葡萄牙的首台海上风机落成揭幕。这台维斯塔斯的V80-2.0兆瓦风机是首台安装在被称作WindFloat 的创新型漂浮式基座上的海上风机。参与WindFloat 项目凸显了维斯塔斯对海上风电市场的投入与贡献。

这台风机不仅是葡萄牙国内的首台海上风机,同时也是首台在海上不使用重型吊船或桩基设备进行安装的海上风机。风机和底座的所有组装、安装和预调试工作均在陆上完成,整个系统在安装完毕后被几艘简单的拖船用湿拖法拖到了海上。

装设在 WindFloat 上的维斯塔斯V80-2.0 兆瓦风机发出来的电可供1,300 户家庭使用。这台漂浮式海上风机距葡萄牙Agu?adoura 海岸5 公里,已经产出了超过170 万千瓦时的电力。

WindFloat 的出现标志着海上风电新纪元的到来,使得最高质量的风资源得以开发,脱离水深条件的限制。此外,由于采用陆上组装和调试的方案,项目的成本和风险得以大大降低。

WindFloat 在葡萄牙的成功装机和持续运行源自WindPlus 部分合资公司的精诚协作与高瞻远瞩,其中包括维斯塔斯风力系统公司、EDP、 Repsol、Principle Power、ASM 和InovCapital,此外项目还获得Innovation Support Fund (Fundo de Apoio à Inova??o – FAI) 的资助。Repsol 最近已加盟Windplus合资公司,成为公司重要股东,为项目团队带来了更多

海上风电经验,提高了团队的运营能力。

维斯塔斯首席执行官 Ditlev Engel 表示:“维斯塔斯作为风电行业先锋,不断探寻新方法,在为客户提高项目案例精准度的同时降低海上风电的度电成本。漂浮式基座正是在深水水域开发风能最具潜力的解决方案之一, 而 Windfloat 项目则为我们助力这一领域的海上风电开发提供了极大的可能性,意义重大。在该项目中,我们与EDP 和Principle Power 有着非常紧密的合作,并且对风机和WindFloat 平台的成功结合感到非常高兴。该项目意义非凡,我们从中积累了许多宝贵经验,同时也为项目迄今为止所取得的满意成果倍感自豪。”

Principle Power总部位于西雅图,其WindFloat基础有望将上述利益尽收囊中。2011年11月,一座2 MW的风机在葡萄牙与WindFloat平台连接,然后拖曳至大西洋350公里处的最终位置。这座风机通过海底电缆已经与葡萄牙电网连接,然后会在那里测试运行2年时间。

WindFloat的性能堪比挪威国家石油公司的飘浮型Hywind,后者2009年在挪威海岸安装了一座2.3 MW风机。挪威国家石油公司以3条系泊缆绳保障了钢制汽缸在海水与岩石包围下的安全性。WindFloat则由3个潜压载水塔器固定。该风机固定在一个水压载较小的塔器上,另两个较“重”的塔器则起到平衡作用,与主塔形成一个三角形。 这是首度未采用任何起重设备来部署海上风机,节省了大量成本。Principle Power并未公开WindFloat的商业成本,但报告建议的初期项目成本在3,000美元以下,Hywind则为7,500万美元。后者2年内可生产15 MWh的电力,也成为WindFloat的标杆。 一场得到能源政策积极响应的新转折正在发生,日本信誓旦旦地表示要使用2011年地震和海啸后分配的重建基金进行福岛飘浮 风电场建设,初始容量为12 MW,到2020年将扩展至1 GW。

RenewableUK的海上风电业务总监Nick Medic表示“我们看到日本飘浮风机市场释放出鼓舞人心的信号,如果有这么一个主要的工业力量加入这一市场,很可能会引发成本的大幅度下降”。

漂浮式风电机组研发现状 从2006年以来,风能行业在世界范围内火速升温。截至2007年12月31日,全球风电装机容量已经达到了9411万千瓦,预计2008年底风电总装机容量将达到1.2亿千瓦。
    随着全球风能行业快速发展,风电机组整机生产商也不断推出适应市场需要的新技术与新产品。现在2MW-3MW机组已经是陆地风电场的主流机型,海上风电场的主

流机型则是3MW-5MW机组,有的公司已经在开发7.5MW级别的风电机组。总而言之,世界各大机组供应商都通过不断提升产品的技术含量、不断开发新产品来获取更多的市场份额。 一 、 歌美飒

正在开发的4.5兆瓦的G-128海上风电机组具有如下特点:

1.集成传动系统:据歌美飒称这种“集成传动系统”方案减少了零部件的数量,这种主轴和齿轮箱的结构类似于REpower公司的5兆瓦风电机组和西门子的3.6兆瓦的SWT-3.6-107风电机组的主轴和齿轮箱的结构。 2.多元智能控制系统:这种多元智能控制系统可以把叶片的振动降到最低,并可以把叶片的负载降低30%。

3.可组合的叶片设计:可组合的叶片设计可以使该型号机组的叶片像2兆瓦的风电机组叶片一样方便运输4.混合型塔架:混合型塔架的运用可以最大的降低巨大的风电机组的费用。

5.方便工具包方案:附带有起重系统的风电机组可以降低对外部大型起重机的依赖,因此可以简化零部件在野外的安装和拆卸过程。 6.并网技术创新。 二 、Enercon

Enercon是德国风电市场以及技术领域的领军公司,并且是直驱式风电机组的先驱,2007年在Emden港口附近安装了首台6兆瓦的E-126风电机组样机。 这是E-126型号风电机组的第二代产品,转子直径127米,叶片全新设计,机舱是全密闭式的。这个巨型物代替了目前已经有9套正在运行的4.5-6兆瓦的E-112系列的风电机组。 Enercon计划到2008年底安装8套E-126风电机组,其中一套将安装在位于Cuxhaven海域的DEWI-OCC海上试验场。 三、 华锐风电

华锐风电是中国新兴风电机组整机公司代表,2007年取得了不俗的业绩,在世界风电市场赢得了重要的一席之地。现在研发具有自主知识产权的3兆瓦和5兆瓦陆地、海上风力发电机组。2008年底,3兆瓦海上风电机组样机将具备装机条件,2009年实现批量化生产和供货,首批机组中的34台将安装于上海东海大桥海上风电场 2008年4月,华锐风电(Sinovel)与GL签署了SL 3000机组认证合同。GL负责认证华锐风电3兆瓦陆地、海上风力发电机组“SL 3000”的全部设计。GL专家将根据自身经验和各国际规范、规则对风电机组设计进行评估,其过程包括评定所有装机零部件(如塔架、叶片、机电部件等)以及安全系统。 四、 三菱重工

漂浮式风电机组

Hywind项目概况整个Hywind风力涡轮样机重约5300公吨,适合水深范围为120m~700m。“安装地点是经过两年审核最终选定的。”Bratland说。“离岸距离短可以减少缆线成本,同时可以缩短到达发电机的行程时间。该安装地点为进行实验提供了极佳的条件。”漂浮式海上风力发电机的长期目标是最终可以安装在更深的海域
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