2022.09.15 - 技術研發

瑞典商將以「垂直軸風機」翻轉離岸風電概念 By 陳妍伶

圖片來源:SeaTwirl

即便風場開發專案日趨增加、使用的風機也往大型化發展,離岸風電的經濟可行性仍掛著許多疑慮。將安裝許多可動元件的巨大設備拖引到海上多風的深水區、完成安裝,並將產出的電力透過電纜傳輸回陸地上,付出的代價所費不貲也在意料之中。資本經濟以利潤為導向,公司不會把資金投入不具充分回收價值的技術中。

瑞典能源公司 SeaTwirl 正嘗試翻轉離岸風電現有模式,並篤定「它」將帶來價格低廉的再生能源並創造長久收益。SeaTwirl 是開發垂直軸離岸風機(Vertical-axis offshore wind turbine)的其中一家公司,翻轉並非全然地改變,而是大幅度的調整。

陸上常見於洲際公路和鄉村道路的水平軸形式就像風車,旋轉的葉片由塔架支撐,且塔架直徑比葉片旋轉直徑還要高。

大型化意味著發電效率提升,不分海上或陸地的風機都變得越發巨大,但技術及設計的限制使大型化有了天花板。發電機必須安裝在塔架頂端、靠近軸心的位置,重量集中在機頂使底部配重必須同步增加、加強塔架整體強度,以避免風機整體傾倒或從中折彎。

垂直軸風機的發電機則能安裝在垂直軸心的任何位置,不論吃水線上或線下,可依海上環境調整配重。

圖片來源:SeaTwirl

垂直軸風機可接收來自四面八方的風力,不像水平軸風機旋轉時需要較大空間,也不受順風產生阻礙,因此可配置得更近,在固定面積中產出更多電力。

SeaTwirl 成立於2012 年,過去 7 年它在瑞典西部沿岸的呂瑟希爾市(Lysekil)進行測試版的垂直軸風機——S1 進行驗證。S1 裝置容量為 30 KW,水面上高度為 13 公尺、水面下深度為 18 公尺。測試期間,S1 不僅將電力回傳陸域電網,同時也承受颶風級風浪的考驗。

憑藉這個成功經驗,SeaTwirl 企圖建造能發出兆瓦(Mega Watt)級電力的風機——S2x把規模做得更大,並且成為公司的第一個具指標意義的商業化產品。

S2x 水面上機體高度將達 55 公尺、水面下配重柱體將達 80 公尺,總長為 135 公尺,可用 93 公尺高的自由女神像(含基座和基礎)來做對比。垂直軸風機的高度仍遠遠不及平行軸風機,風機系統商 GE 的 Haliade-X 高度 260 公尺,而中國明陽智慧能源集團正在打造比它還高出幾公尺的風機。

可抗二級颶風的 S2x 將被配置於水深至少達 100 公尺的海域,SeaTwirl 預估風機約有 25~30 年生命週期,而第一座風機將設置在挪威博肯(Bokn)外海,預計在 2023 年完工併網、啟動為期約 5 年的測試期。SeaTwirl 表示,S2x產出之電力將與其它離岸風電具備同樣的競爭力。

若 S2x 像 S1 一樣成功,把風機發電量規模化將成為 SeaTwirl 的下一步,可能在 2025 年達到 6~10 MW之間的發電量。

 

新聞來源:Singularity hub

封面故事
No.12
看準離岸風電 北陸能源積極布局全球市場 專訪北陸能源總裁暨執行長 Mike Crawley
By 林苒沅 Lily Lin
全球邁向淨零碳排目標,歐盟也宣告將在 2026 年對高碳排企業課徵碳關稅,因此各國企業、組織、甚至公部門都在爭搶更潔淨、更永續的替代方案——再生能源,也導致全球綠電供不應求。再生能源,是指生產電力的來源為自然、可再生、具永續性的能源,其溫室氣體排放量極低或趨近於零,所產生的環境衝擊也較其他發電方式低。太陽光電、風力發電、水力、地熱等等,皆屬於再生能源範疇。
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