了解風機極限所在,美國深入研究颶風對離岸風電的影響

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 23 日 8:45 | 分類 能源科技 , 風力 follow us in feedly


如果將離岸風電視為未來重要的電力來源,就得好好深入了解裝設前後所需注意的事項,像是美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校(UMass)為了評估颶風對離岸風機的影響,已投入電腦模型模擬實驗與離岸風電結構研究,希望全新評估報告可幫助廠商改良風機設計。

美國首座離岸風電 Block Island 在 2018 年初正式運轉,雖然發展較為緩慢,預估總容量在 2022-2023 年才會達到 1GW。但開發離岸風電對美國東海岸地區相當重要,對於紐約州、新紐澤西州、麻州等人口密集的大州來說,很難找到地域夠廣的土地來裝置陸上風電與公用事業規模太陽能等再生能源,因此往海上開發是個不錯的選擇。

目前美國也正加速開發離岸風電的腳步,像是東海岸就有超過 10,000MW 離岸風電專案正在開發,若計畫進行順利將可為美國東岸帶來龐大電力,只不過有發展就有挑戰,颶風經過或直撲美國的機率大,東岸更是首當其衝,美國離岸風電場準備好了嗎?

(Source:UMass

就像 2018 年沃旭能源啟動雙都卜勒雷達計畫,與台灣各大學攜手研究颱風、氣象動態對風機的影響,UMass 也開始著手研究颶風與東海岸離岸風電之間的相互影響,致力將風機傷害降至最低。

UMass 土木與環境工程教授 Sanjay R. Arwade 表示,人們知道如何分析鑽井平台、風電等離岸結構,了解怎麼預測颶風動向,但是過去很少有人整合這兩類資料,因此團隊正投入這項研究,像是評估狂風對渦輪機的影響,固定式與浮動式風機能成受多大的破碎波(breaking wave)等。

其中颱風引起的巨大波浪傳播速度較快,未登陸就會出現滔天巨浪,而海浪潮海岸前進時,由於海底逐漸變淺,波浪會變陡而破碎、形成不同方向的沿岸流。團隊為了研究破碎波對風機的影響,也繪製出破碎波海圖,以及運用電腦模型來模擬未來颶風跟氣候變化的可能性。

(Source:UMass

這些研究可讓科學家更了解離岸風機的「極限」,進而修改風機設計,使製造商打造出更耐用與安全的離岸風機,且颶風風險評估也有助於開發商提供更安全可靠的離岸風場計畫。

團隊認為,新型颶風風險模型將能確保能源安全,畢竟離岸風機的使用壽命長達 20 年,離岸風電商得確保設備可以安然度過各種環境天災。

雖然離岸風機自有「停止運轉」等防衛機制,一旦測量到超出承受範圍的最大風速,葉片就會轉向並停止運作,龐大的機身也不怕被風吹走吹斷,但離岸風電已逐漸成為全球重要的發電來源,更加了解風機與環境的相互影響相當重要,且世界上的天災不只颶風,颱風、地震、龍捲風都是挑戰,能降低損害都是一大好事。

(首圖來源:Flickr/skyseeker CC BY 2.0)

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