深海水に浮いた風力タービンの潜在能力

再生可能エネルギーへのグローバル移行は加速され、オフショア風力は、脱炭素化電力網における重要な役割を果たしています。従来の固定底力タービンは浅い水、広大な深層地域に有効で実証されています。世界のオフショア風資源の80%以上が再建された、この実証済みのソリューションを提供しています。フローティング風力タービンは、より強力な、60メートル以上の水深層のより一貫した風力の捕獲を可能にしています。この製品は、将来の発電量を加速する技術として急速に変化しています。

浮遊風力タービンとは?

固定底面のカウンターパートとは異なり、風力タービンを浮上させ、係留ラインでシーフロアに固定するブイアントプラットフォームに取り付けられます。これらのプラットフォームは、タービンが60メートルの深さを超えて、深く水で効率的に動作するようにしながら、安定性を維持するために設計されています。タービン自体は、数メートル幅にすることができます浮動構造に取り付けられているタワーを占めています。プラットフォームは、オンショアされ、そして、現場に取り付けられたケーブルやシステムに取り付けられます。

浮遊プラットフォームの設計の4つの主要なタイプは開発にあります:

スペーバー・ブイ・プラットフォーム

スペーサープラットフォームは、バラストが充填した、重力の中心を下げ、安定性を提供するために充填された、長い、重い垂直シリンダーを使用します。彼らは、単純で、深い水に費用対効果が大きいが、アセンブリのための深いバースを必要とし、大きなドラフトを持っています。ハイウィンドスコットランドプロジェクト、世界初の浮動風農場は、エキナーによって開発されたスパーブイ技術を使用しています。

セミサブ互換プラットフォーム

セミサブサブマーシブルは、ポントンによって接続された複数の列で構成されます。彼らは分散した浮力と水玉座を使用して安定性を実現します。これらのプラットフォームには浅い草案があり、ポートと適度な深さでの取り付けが可能です。 WindFloat Atlanticプロジェクトは、この設計を利用し、多くの開発者は、汎用性と低いインストールコストを支持しています。

テンションレッグプラットフォーム(TLP)

TLPは、テンショニング腱を使用してシーベッドに垂直に調整されます。彼らは、大きなタービンに適した、最小限の運動で高い安定性を提供します。設計は軽量ですが、複雑なインストールとアンカーが必要です。GICONのTLPなどのいくつかのTLPコンセプトは、テストを受けています。

バリジ型プラットフォーム

バリゲは、安定性のために大きな水面面積に依存するシンプルな長方形またはポントオン形状の船体です。浅い草案を持ち、製造が容易であり、より多くの波誘発運動を体験することができます。福島フローティングオフショア風防爆プロジェクトは、バージ型プラットフォームを使用しました。

浮遊風力タービンの利点

強烈な風に、より一貫性のある風にアクセスできます

風速は一般的に、より高低速の海辺の沖合いです。風力がより一貫した、能力要因を改善している深層水に浮上するタービンが配置できます。風力のある農場を浮上させることにより、約35～45%の容量率が50%を超えることが確認されています。これにより、タービンごとのエネルギー生産量が高まります。

展開オプションの拡大

固定ボトムタービンは、30〜60メートルの水深に制限され、広大な大陸棚と深い海岸の水を除きます。フローティングタービンは、米国西海岸、日本、ポルトガル、地中海などの地域を開放しています。水深は海岸付近に急激に低下します。 ]]によると、フローティング風は、世界中で11,000 GW以上開くことができます。

視覚および環境の耐久性を減らして下さい

海岸から多くのキロを置くことができるので、風力タービンを浮上させることは、海岸から見えないことが多いため、海岸やニアショアプロジェクトを停泊できる審美的な異議を減らすことができます。さらに、基礎は、杭の運転や海底の準備を必要としません。設置中に騒音や生息地の崩壊を著しく低下させます。

拡張性と効率的なインストール

プラットフォームは、完全にポートに組み立てて、委託することができます。そして、サイトに侵入して、高価な重力船やオフショア構造の必要性を排除します。このモジュラーアプローチは、インストールを加速し、標準化されたコンポーネントのシリアル生産を可能にし、スケールの経済性によるコスト削減の方法を可能にします。

技術的・経済的課題

高資本コスト

現在、風力タービンを浮上させるのは、固定型タービンよりもメガワットあたりの2〜3倍の高価です。コストは、特殊な鋼プラットフォーム、複雑なモイリングシステム、および波動で屈曲しなければならない動的輸出ケーブルによって駆動されます。風を浮上するためのエネルギー(LCOE)の水平化コストは、固定式オフショア風のために$ 60〜$ 90と比較して、MWhあたり$ 150〜$ 200で推定されます。しかし、業界ロードマッププロジェクトLCOEは、2030年までにMWhを最適化し、産業廃棄物を削減するために、産業廃棄物を削減します。

技術的複雑性および信頼性

25年以上の過渡波、電流、風荷重に耐えることができるフローティング構造の設計は、高度なエンジニアリングが必要です。プラットフォームの動きは、タービンコンポーネントの追加負荷を課し、信頼性を削減することができます。循環曲げと張力に耐える必要があるダイナミックケーブルは、重要な故障ポイントです。 R&D をオンゴイニングは、アクティブなバーナストシステム、軽量材料、および堅牢な接続設計に焦点を当てています。

設置・メンテナンス

ポートアセンブリは初期インストールを簡素化する一方で、ディープウォーターの継続的なメンテナンスが困難です。タービンへのアクセスには、特殊な船舶が必要であり、気象ウィンドウによって制限されることがあります。開発者は、自動検査ドローン、遠隔状態監視、およびクイックチェンジコンポーネントの設計を探索して、ダウンタイムと運用コストを削減します。 []]国家再生可能エネルギー研究所]]は、O&Mのコストが初期プロジェクトのための総ライフサイクルコストの25〜30%を表すことができると推定しています。

グリッド接続

遠方浮動器からの電力伝送は、深さと波の動きを処理することができる動的ケーブルを必要とします。これらのケーブルは、静的なものよりも高価で少ない効率です。長距離の長距離の高電圧直流(HVDC)システムが必要であり、インフラコストに追加します。協創的な取り組みは、標準化された動的ケーブル設計を開発し、これらの課題に対処するサブステーションをフローティングしています。

環境・海洋への影響

浮遊風力タービンは、最小限のシーベッドの干渉による固定底よりも軽い環境の足跡を持っています。アンカーシステムと係留ラインは、人工サンゴ礁効果を作成することができ、潜在的に地元の海洋生物に利益をもたらすことができます。しかし、慎重に座ることは、敏感な生息地、渡りやすいルート、および釣り場を避けるために不可欠です。建設騒音は、主に港湾アセンブリやケーブル敷設に合わせられています。操作上の影響は、ケーブルから電磁場(それは、大西洋の危険にさらされる)に影響を及ぼすことができ、すべてのリスクやリスクを監視し、すべてのプロジェクトを監視します。

リードプロジェクトと業界マイルストーン

ハイウィンド・スコットランド

2017年以降、Equinorの30 MWハイウィンド・スコットランドは、最も長期にわたる商業浮動小数点のウィンドファームを残しています。分離水路に搭載された5つの6 MWシーメンス・ゲームサ・タービンは、50%を超える平均的な容量を達成し、過酷な北海条件における技術の実行可能性を証明しています。ハイウィンドから学んだレッスンは、ハイウィンド・タンペン(88 MW)を含む大規模なプロジェクトを案内し、韓国の200 MW+農場を提案しています。

ウィンフロート大西洋

ポルトガルの海岸を離れて、25 MW WindFloat Atlanticプロジェクトは、MHI Vestas 8.4 MWタービンと3つのセミサブマーシブルプラットフォームを使用しています。 2020年に委嘱され、嵐の間に20メートルの波に耐える、高いパフォーマンスとレジリエンスが実証されています。このプロジェクトの成功は、30 MW Kincardine Offshore Wind Farmのスパークリング開発を、また、WindFloatテクノロジーを「Principle Power[FLT]から採用しています。 [FLT:[FLT]Principle Power[F]:[FLT]:[F]:[F]]]