高還要再更高,離岸風機「巨型化」伴隨什麼挑戰?

作者 | 發布日期 2023 年 01 月 04 日 16:36 | 分類 能源科技 , 風力 line share follow us in feedly line share
高還要再更高,離岸風機「巨型化」伴隨什麼挑戰?


為了捕捉更強大的風能,離岸風場的風機近年來不斷巨型化,高度增加風機葉片也愈來愈長,但也有許多挑戰伴隨而來,無論是工程方面,還是海事、基礎設施都是需要更新。

今年世界最大離岸風機將在英國海域開始發電,Dogger Bank 風場採用的風機是通用電氣(GE)在推出的 Haliade X 系列,Haliade X 14.7MW 風機高度約 260 公尺,比 272 公尺高的台北微風南山矮一些些而已。

這種大型風機是離岸風電成本逐年降低的背後功臣之一,巨型風機進入市場的速度比產業預期得還要快許多,2018 年產業界期望 2020 年英國離岸風電的價格可以降到每 MWh100 英鎊以下,但成本迅速下降,開發商得以承諾用每 MWh50 英鎊以下的價格出售電力,不需再仰賴政府補助。

理論上,風機可以不斷長高,更長的葉片理所當然也會有更大的掃掠面積,捕捉更多的風、發出更多電,可同時也會有一些限制。

目前為了避免葉片跟雨滴、海浪碰撞造成腐蝕,葉尖速度必須限制在每秒 90 公尺,隨著風機變高和葉片變長,轉子轉速得更慢,要產生相同的功率,葉片必須更大程度地偏轉風向,導致風機會承受更多的力,只能增加風機重量跟成本;且葉片更長也更加靈活,難以完全控制周圍風流,也更難確保葉片在極端風力條件下不會撞到塔架。

巨型風機若要繼續長高,除了會面對製造、安裝和操作問題,運輸也是個問題,要把葉片和塔架從工廠運送到現場、並在現場組裝風機,將是一大挑戰,港口基礎建設、巨型安裝運輸船和起重機等等,這些都是挑戰。

因此就算許多國家四面環海,也有多處的淺海或是良好的風場場址,適合發展離岸風電,但還是要考慮到風機製造鏈、港口設施跟安裝船數量與專業人技師,不然工程跟海是工程也會打架。

(首圖來源:Unsplash