2024.12.27 - 最新消息

風力發電關鍵技術:精準測風與校準 文 吳育珊

專訪 WindGuard 總經理 Leif Rehfeldt

 

隨著全球積極發展再生能源、淨零減碳之勢,風力發電成為重要的綠電來源之一。要讓風場達到預期效益,精準的風力資源評估與測量技術是不可或缺的關鍵。德國風能技術服務公司 WindGuard 在這個領域深耕多年,經驗豐富。

WindGuard 是總部位於德國,專注於提供風力研究、風能資源相關系統與設備校正、測風塔驗證服務的公司。其創辦人 Knud Rehfeldt 博士、Axel Albers 和 Gerhard Gerdes,約於 25 年前,別具前瞻眼光決定探究風力發電的潛力,成功將其轉變為可行的再生能源來源,並於 2000 年成立 WindGuard,至今已營運 24 年。

本期碳權特刊多方位探討碳權之際,也持續關注風力發電技術。WindGuard 總經理 Leif Rehfeldt 特別接受 WindTAIWAN 專訪,分享 WindGuard 在風力測量與校準方面的專業見解,同時分享他們以專業角度,剖析台灣離岸風電發展的精湛見解。

提升風資源評估準確度 降低不確定性

美國國家再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)曾在 1997 年出版的《風資源評估手冊》(Wind Resource Assessment Handbook)中指出,風資源評估需要規劃和協調,以及制定一份明確的目標,以便選擇最佳的評估方法,而最終成功關鍵,涉及測量技術、訓練有素的執行人員、高水準的設備與準確的數據分析技術,缺一不可。

以檢驗為服務內容的企業,其「準確性」是決定公司將如何立足於市場的核心能力。也就是說,準確的風資源評估除了成為風場開發案的實證依據,更是巨額資金是否挹注的考量基準。Leif Rehfeldt 補充分享,特別是對融資銀行來說,「他們希望看到風資源評估的不確定性降低,因此在進行測量時必須將這一點納入考量。」

為確保數據的準確性和可靠性,WindGuard 採取多重驗證的方式。

Leif Rehfeldt解釋,量測技術會對氣象塔上的參考傳感器與類似的備援感測器(redundant sensor)進行現場測試,氣象塔上的傳感器也會定期在 WindGuard 的風洞中進行校準。WindGuard 在位於法勒爾(Varel)的總部擁有四個校準風洞和兩個特殊風洞(冰風洞和壓力風洞),總計六座大型風洞中心(Wind Tunnel Centre),該設施自 2009 年來,一直為德國聯邦物理技術研究院(Physikalisch-Technische Bundesanstalt,PTB)提供服務。

此外,風洞中所安裝的 PTB 傳輸標準也是國家標準,用以表示氣流的實體單位「公尺/秒」(meters per second),「這意味著我們可以進行非常精確、不確定性極低的校準。」Leif Rehfeldt 提及,該方法是根據備援感測器對參考傳感器進行現場測試,然後在風洞中對這些傳感器進行定期校準。

WindGuard 憑藉專業評估的核心能力與嚴謹流程,提供開發商對風場的清晰全貌,並降低投資與發展的巨大風險。

離岸風電面臨新挑戰 技術持續突破

隨著風電產業從陸域擴及至海上,離岸風電的發展讓「風資源測量」掀開嶄新一頁。Leif Rehfeldt 指出,海上氣象塔與陸上最大的差異在於其結構設計:海上桅杆結構設計著重在厚實,這會導致風速計位置的流動更為扭曲、更強,測得的結果將與實際數值產生偏差。

為讓海上的風力測量與陸域上的一樣準確,WindGuard 採用「經驗修正」技術來因應不同的測量環境。Leif Rehfeldt 解釋,考慮桅杆結構不同會對風速計產生影響,因此根據經驗計算,對通過相應的流量畸變進行校正。

要測量海域上的風,最普遍方法是應用「光學雷達(LiDAR,下稱光達)量測」收集風資源的資料數據。前述的經驗修正技術在光達所蒐集到的測量結果,扮演著重要角色,包含提高風資源評估準確性、經濟效益方面的考量,同時也能事先評估風場機械在負載方面的布局是否合宜,以及預期掌握風場壽命......


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《WindTAIWAN》雜誌第 21 期 碳權議題特刊

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