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走向深海

　　從誕生至今，海上風(fēng)電的歷史還不到30年，其技術(shù)革新之迅猛令人印象深刻。如果以這種速度發(fā)展下去，未來(lái)的海上風(fēng)電將會(huì)呈現(xiàn)怎樣的景象呢？

　　最明顯的趨勢(shì)，是風(fēng)力機(jī)的進(jìn)一步大型化。現(xiàn)今葉片制造技術(shù)以及傳動(dòng)系統(tǒng)性能的持續(xù)改善，使得風(fēng)力機(jī)可以使用更大型的葉片，相應(yīng)地提高了單機(jī)容量。目前主流海上風(fēng)力機(jī)的單機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到6兆瓦，風(fēng)輪直徑達(dá)150米。運(yùn)用更大型的機(jī)組，能夠通過(guò)提高可靠性以及在同功率情況下縮減基礎(chǔ)制造與吊裝成本，來(lái)獲得更好的經(jīng)濟(jì)性。預(yù)計(jì)到本世紀(jì)20年代,單機(jī)容量為10兆瓦的海上風(fēng)力機(jī)將會(huì)投入商業(yè)化應(yīng)用,而到30年代,單機(jī)容量為15兆瓦的機(jī)組將能夠面市。

　　當(dāng)今我國(guó)乃至世界上建成的海上風(fēng)電場(chǎng)絕大多數(shù)為近海風(fēng)電場(chǎng)。未來(lái)，海上風(fēng)電勢(shì)必會(huì)向深遠(yuǎn)海發(fā)展，因?yàn)樯钸h(yuǎn)海范圍更廣，風(fēng)能資源更豐富，風(fēng)速更穩(wěn)定，也不會(huì)與海上漁場(chǎng)、航線等發(fā)生沖突。前文介紹的風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)都需要與海床結(jié)合來(lái)提供承載力，而深海風(fēng)力機(jī)要是仍然使用這一形式，其基礎(chǔ)的尺寸和造價(jià)將隨著水深急劇增加。也就是說(shuō)，深海風(fēng)力機(jī)將只能選擇用海水的浮力來(lái)負(fù)擔(dān)載荷的方法，即漂浮式基礎(chǔ)。

　　漂浮式基礎(chǔ)的使用，能讓風(fēng)力機(jī)擺脫不同海床條件的束縛，使基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，最大限度地減少海上作業(yè)。同時(shí)它將具有良好的機(jī)動(dòng)性，在需要維修或是躲避臺(tái)風(fēng)時(shí)，可以輕易地解除固定的錨索返回港口。2017年10月，全球首個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的大型海上漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目—海溫德蘇格蘭(Hywind Scotland)漂浮式風(fēng)電場(chǎng)已在英國(guó)海域投入運(yùn)行，這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)擁有5臺(tái)6兆瓦風(fēng)力機(jī)，每座風(fēng)力機(jī)通過(guò)長(zhǎng)達(dá)100余米的漂浮式基礎(chǔ)與3條連接海底的錨索矗立,總重量高達(dá)11200噸。我國(guó)也已經(jīng)著手漂浮式風(fēng)力機(jī)的研究，計(jì)劃在2019年開(kāi)建首個(gè)海上漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目。

　　目前，即使是建設(shè)中的距岸45千米的江蘇大豐海上風(fēng)電場(chǎng), 仍然計(jì)劃使用連接簡(jiǎn)單、成本較低的高壓交流電向陸上供電。但隨著大規(guī)模深遠(yuǎn)海風(fēng)電的開(kāi)發(fā)，交流輸電便會(huì)受到輸送距離的限制，直流輸電將成為海上風(fēng)電遠(yuǎn)距離送出的發(fā)展方向，特別是可自動(dòng)調(diào)整電壓、頻率、功率的柔性高壓直流(VSC-HVDC)將具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。例如，德國(guó)距岸130千米的博爾溫1(BorWin1)海上風(fēng)電場(chǎng)(裝有80臺(tái)5兆瓦風(fēng)機(jī))，先通過(guò)海上升壓站將電壓升至155千伏，再通過(guò)海上換流站轉(zhuǎn)換為150千伏直流電輸往大陸。我國(guó)南澳示范工程在國(guó)內(nèi)首次使用柔性直流輸送技術(shù)，將位于南澳島上的多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)接入距離40千米的陸上電網(wǎng)，并保留未來(lái)接入海上風(fēng)電場(chǎng)的能力。

　　國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)認(rèn)為，到2030年,全球海上風(fēng)電的裝機(jī)總量將達(dá)到1億千瓦。到那時(shí)，或許巨大的風(fēng)車將成為孩子們對(duì)海洋的第一印象。

發(fā)布日期：2018年08月28日