海上风电原理、政策、海上风机基础设施、组装工艺懒人包
海上风力发电的优势:降低损耗,利用空间海上风力发电是风力发电的一种,其运行原理与一般风力发电相似。它通过风扇内部电机的转动来收集电能,并输送到用电场所。基本的风力发电是在陆地上架设风力发电机,称为“陆上风力发电”,而“海上风力发电”顾名思义就是在海上架设风力发电机。一般来说,海上风电场的建设难度远高于陆地风电场,但海上风电场发电量更高,空间资源丰富,也可以减少对附近居民的影响,这就是优势。
▲虽然陆基风力发电机架设困难且便宜,但海上风电减少了电厂的陆地空间限制,海上风力资源丰富。(来源:新北旅游-风车公园)
海上风力涡轮机结构包括风力涡轮机主体和水下支撑件。由于完全是在海上进行,海上风场的架设难度相当大,不仅要依靠专门的船舶进行组装,而且对船舶设备的控制也需要专门的技术。如果只看海上风机,海上风机的结构可以分为机舱、轮轴、叶片、塔架、平台和水下配套基础设施。建造时需要在海上固定安装船,然后将风机水下结构钻入深海海底,再进行上部的安装过程。资料显示,海上风机的单面叶片长度比一架A380喷气式飞机(世界上最大的喷气式客机)的翼展还要长。巨大的叶片由海上吊车组装,后续的调整也需要技术人员的协助。
▲海上风电场不仅包括海上风机,还包括海底电缆、海上变电站、海底桩等。(来源:海上风电知识网)
▲海上风机施工片。
海上风电的缺点:海洋生态、渔业破坏、成本高。虽然风力发电减少了不可再生能源对环境的污染,但海上风力发电的架设也对海洋、鸟类生态和渔业造成了极大的危害。风机架设和维护费用也是争议之一,台风、地震等自然灾害都可能影响风机运行。在一些国家,海上风力发电将在可再生能源中发挥重要作用,但台湾省的可再生能源能否完全替代不可再生能源,需要从多方面进行评估。
台湾省海上风电政策:三级国际工程咨询机构4COffshore将台湾西部评为全球最佳海上风场。目前台湾省海上风电政策是“示范第一、潜力第二、区块第二”,首批两台示范风机已于2017完成。预计2019年底第一个海上风电场关闭,可以提供。但台湾省除了独特的海上风场外,还面临着盐风、高温高湿等气候困难,渔业补偿、航道规划、电费计算等其他配套措施也需要各方持续协调。(你可以参考这篇文章介绍一下,面对风电困局,我们还缺乏一种“整体性”的政策思维)
▲海上风机的架设需要专用船只进行。图为2016年尚维公司在台湾架设第一台两台海上风机时租用的船只“Toben”。(来源:尚维)
目前海上风电成熟的国家主要是欧洲,英国、德国、丹麦都有完善的海上风场。自2016年起,荷兰启动了为期五年的海上风机生态项目“Wozep”,资金15万欧元,希望通过假设模型研究的方式调整风机运行模式,将对生物的影响尽可能保持在可控范围内。至于台湾省能否顺利发展海上风电,除了政策落实之外,还需要与民众沟通,达到双赢。