新型大型樞軸臂可以穩定巨大的海上浮動風力發電機組
愛爾蘭公司Gazelle宣布了第三代新浮動風力平台設計,可以穩定容量高達20兆瓦的大型海上渦輪機,同時從根本上減少重量、成本和海底電纜張力。正如我們之前多次討論的那樣,海上風能代表著清潔能源的巨大機會,一些最好的風力資源在深水中,然而在那裡直接將井筒沉入海床變得非常昂貴和困難。
浮動的海上平台提供了一個替代方案,工程挑戰也相應變大。例如,一個典型的14兆瓦的海上渦輪機可能將一個500噸的機艙放在一個130米(427英尺)的塔頂上,使三個108米(354英尺)長的碳纖維葉片在海上的狂風中全力旋轉。
在一個浮動基地上平衡這樣一個巨型風車並非易事,而以一種可以輕鬆製造、安裝和低成本部署的方式做到這一點?這種價值數十億美元的技術難點,許多公司正在競相解決。
Gazelle系統(中間)是半潛式和張力腿設計之間的一種交叉
Gazelle認為它有一個解決方案。該公司稱,其奇特的平台在某種程度上是其他兩種浮動風力方法的交叉,即半潛式和張力腿平台設計。
Gazelle的第三代浮動風力平台在三面都拴在海底。電纜從海底繫繩向上延伸,穿過浮動結構,在旋轉臂上運行,然後下降到懸掛在平台下方的重型配重上。這創造了一個被動系統,能夠平衡波浪和潮汐運動,以及風通過渦輪機塔的巨大槓桿施加的巨大力量,減少傾斜運動並提高效率。由此產生的平台比典型的半潛式設計要小得多,也輕得多–從而減少了多達70%的鋼材使用,成本也降低了約30%。它的”動態繫泊”系統對海底繫繩的負荷也比典型的張力腿平台少了約80%,使傾斜度保持在1度以下,同時允許一些上下移動。
大型可旋轉機械臂將三個海底繫繩連接到懸掛在Gazelle平台下方的配重上
Gazelle說,這種相對輕巧、廉價的結構可以擴展到處理高達20兆瓦的渦輪機–比目前在海上部署的任何東西都大。它說它是模塊化的,易於製造、牽引和部署,不需要專業設備、起重機或港口設施。
該公司在西班牙坎塔布里亞大學環境水力學研究所的波浪箱中進行的小規模模型測試中驗證了上述說法,並獲得了DNV頒發的第一份海上風力平台”可行性聲明”,DNV是一家專門從事海上設施生命週期分析的船級社,特別是在可再生能源、石油和天然氣領域。
在西班牙進行的波浪箱測試證實了該公司對早期小規模設計的主張,將間距移動保持在1度以下
該公司在2021年籌集了約1410萬美元,並已經簽署了一份諒解備忘錄與馬士基供應服務公司在加那利群島開發一個2兆瓦的試驗工廠,這個項目將在今年第二季度完成,目前還不清楚這個項目到底進展到什麼程度。同樣,該公司已經宣布它與WAM Horizon在葡萄牙的另一個試點項目中”合作”,但迄今為止,沒有提供關於規模、時間表的信息,甚至沒有說明這種無定形的伙伴關係的真正含義。因此,很難評估工程的進展情況。
無論如何,這是一個機械上有趣的設計,目標是低(但尚未公佈)的平均能源成本(LCoE),我們將有興趣看到這項技術在未來幾個月的發展。