Hywind Scotland浮式離岸風場
2017年10月完成建造的第一座商業化浮式離岸風場Hywind Scotland,直至目前為止已營運3年,根據近期2021年3月1日的英國離岸風能的容量因子(capacity factor)統計結果,Hywind Scotland已達到53.1%,此風場所屬的挪威開發商Equinor表示,更高的容量係數意味著更低的停歇時間,並且具有較高的價值,這個結果也顯示了浮式離岸風場的潛力。
Hywind Scotland前期研究背景
2009年挪威Statoil及StatoilHydro公司(即為Equinor前身)於挪威外海安裝了示範浮式風機「Hywind Demo offshore Karmøy」,本次示範風機發電量為2.3MW,可承受每秒40公尺的風速及19公尺的波高,於2011年達到50%的容量因子,經歷6年的測試,系統的完整性已獲得足夠的驗證,Equinor決定在2015年以本次示範浮式風機作為基礎,發展下一座浮式離岸風場,即為Hywind Scotland,Hywind Demo offshore Karmøy在2019年出售給Unitech,並將名字更改為Unitech Zefyros,作為新技術的研究及培訓的基礎設施。
浮式離岸風場示範風機Hywind Demo offshore Karmøy
Hywind Scotland浮式離岸風場位置及詳細資料
Equinor以示範風機製造施工及營運經驗作為基礎,2015年取得開發許可後,便投入Hywind Scotland風場的建造,共費時3年,於2017年10月在蘇格蘭的Peterhead外海約25公里處完成建造。
Hywind Scotland共設有5座6MW的浮式風機,總發電量為30MW,浮體的型式與示範風機相同,皆採用單圓柱形SPAR型式,配合其專利開發的葉片控制,因應環境條件的差異,Hywind Scotland選擇使用吸力錨作為錨碇設備,示範風機Hywind Demo offshore Karmøy與Hywind Scotland相關設計及配置的風機比較如下表 所示。
浮式離岸風場Hywind Scotland
Hywind Scotland的製造及施工
Hywind Scotland的浮式平台由圓柱形鋼結構組成,內部以壓艙水及岩石或鐵礦作為壓載,這次的壓載設計是透過示範風機的經驗改良更新的方式,並配合本次浮式離岸風場場址條件,進行調整。
與大部分的海事工程建造相同,Hywind Scotland的零組件由不同國家的供應,如葉片及機艙來自丹麥,以及部分浮體零組件在西班牙不同區域進行生產,除了繫纜繩及吸力錨之外,大部分的零組件在歐洲各地生產後,運送至挪威西部海岸斯爾圖(Stord)進行風機零組件陸上組裝,藉由陸上組裝可以減少海上作業時間及風險。
浮式風機未來展望
近年來固定式離岸風機的發展已趨近成熟,過去因為不確定性較高,導致浮式離岸風電的投資吸引力一直較固定式離岸風機緩慢,然而浮式風機可以佈署在較廣泛的位置,擷取更好的風資源,透過這幾年各地的示範風場的營運經驗、技術的擴展,浮式風機的成本正在逐漸下降。
以Equinor為例,Hywind Scotland浮式離岸風場與示範風機Hywind Demo offshore Karmøy相比,每1MW降低了70%的資本支出,並且在下一階段的風場計畫(Hywind Tampen)中預期更進一步降低40%。Equinor表示在完成示範風機及Hywind Scotland的建造及施工後,浮式離岸風場運轉的期間皆不斷蒐集相關數據,這些訊息可以廣泛運用在營運維護中,除此之外,對於降低浮式離岸風機的生產成本也展現強烈的企圖心,並提出「Hywind Factory」的方法來實現,Hywind Factory所指的並非為一個實體的工廠,而是建立一系統化的方式,使完整建造流程的概念工業化,透過此種方式提高規模來降低成本,並提高競爭力。
Hywind Factory的主要概念包含下列各點:
將Hywind的結構及相對應的材料最佳化,使其便於大量生產。
Hywind的設計應能與固定式離岸風電產業中所使用的標準風機、安裝船等相容。
致力於建立適用於浮式離岸風場的標準流程,如繫纜、錨錠及輸出電纜。
資料來源:
1. How Hywind works