投入基樁防沖刷測試,歐盟盼提升離岸風機海浪防禦力

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 16 日 7:45 | 分類 材料、設備 , 能源科技 , 風力 follow us in feedly

若要打造一支不會花大錢維修又長壽的離岸風機,製造業者首先得解決強風、巨浪等大自然難題,因此歐盟已投入研究離岸風機的抵禦波浪沖刷性能,希望可進一步提升單樁式風機的海浪防禦力。



近年來地獄般的氣溫與氣候不斷提醒我們極端天氣與溫室效應的嚴重性,為了讓發電與減少排碳量兩目標同時並行,越來越多國家開始發展再生能源。

其中離岸風電由於不受到土地限制與發電量龐大,是個廣受海洋國家歡迎的綠能技術,只是離岸風機製造不易,為了打造發電量大與更穩固的設備,離岸風電的尺寸、重量都比普通陸上風電的更大更重,除此之外還要面對變化多端的海上環境與波浪沖刷。

海浪侵蝕可說是離岸設備的心腹之患,波浪帶來的沉積物、碎石撞擊與海浪沖刷都會削減離岸風機的壽命,而目前裝置比例最高的單樁式風機感受就更為深刻了。雖然其具有設計簡單、施工容易與成本相對低的優點,但該設備容易受到風機重量與海浪影響。

比利時根特大學土木工程系主任 Peter Troch 表示,基樁成本占單樁式風機總體成本的 20%,其中很大一部分跟波浪防護有關,因此提升基樁的海浪防禦力與降低成本對單樁式風機來說相當重要。而隨著氣候變遷,海洋環境未來會越來越難以預測,離岸風電的設備必須要進一步最佳化。

為因應氣候變遷造成的海洋影響,歐盟多年前早已推出 HYDRALAB+ 專案、大規模進行海水動力測驗,更於 6 月祭出單樁式離岸風機防沖刷(PROTEUS)計畫,並在英國水力研究所 HR Wallingford 的 Fast Flow Facility(FFF)水槽進行為期 7 週的實驗。

HR Wallingford 研究和商業事業開發經理 David Todd 表示,FFF 水槽長約 75 公尺、寬 8 公尺,還有 1 公尺深的沉積物池,為世上數一數二大的海浪測試設備,且由於 FFF 水槽能夠產生特殊波浪與強勁水流,可說是進行大規模沖刷防護測試的理想地點。

德國羅斯托克大學海洋工程系教授 Peter Menzel 指出,為進行防沖刷測試,提供兩種 1:60 的鋼製套筒(steel jacket),這項測驗與實驗數據有助於更了解海岸沖刷所造成的影響。

防沖刷設施及電纜對離岸電廠的運作相當重要,故障或損壞都會導致電力傳輸失誤,甚至可能會造成數千萬歐元的維修成本和收入損失,而物理模型測試可讓團隊在模擬實際條件下準確評估影響,最佳化鋼製套筒設計。

隨著離岸風電技術發展,製造商與開發商已透過改進高壓電纜與設備大大降低成本,但是若能再一次減少金額支出,相信每個廠商都會非常樂意接受新方案。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:Flickr/Department of Energy and Climate Change CC BY 2.0)