技术案例 | 海上风电开发蓬勃兴起

随着海上风电向海洋深处的快速推进，各国纷纷提高海上风电产量。美国总统乔⋅拜登寻求在未来十年将海上风电产量增加一倍，日本则计划在2050年前实现碳中和，这都要求大幅提高近岸风电产量。
 

与此同时，欧洲2020年新风电装机容量达到14.7吉瓦（欧盟27国为10.5吉瓦），并将在未来五年新增约105吉瓦，德国、法国和西班牙也将跟随这一趋势。

目前，中国海上风电产业迅速壮大，整体行业逐渐发展成熟，向规模化、连片开发与深远海演变。集专业服务、风电机组、辅助设备、海上风电施工、海上运营和关联产业在内的海上风电全产业链构建，得到大力推动。

随着越来越多的海上项目启动，海上风电在快速的发展过程中，也遇到了诸多挑战：如何将风机部件安全装载到船上？如何更好解决海上运输、海上现场安装和维护部件等问题，以及怎样以更为可靠的天气窗口预估确保海上风电场设施安装的高效与安全。

同时，风机安装船（WTIV）是唯一可用于安装大型风机的专用船舶，并且目前全球仅有30多艘，这造成了迫在眉睫的全球性短缺。此外，在现有的风机安装船中，能够装运目前已经问世的更大型新一代风机的甚至不到一半。这一趋势也同样让港口仓储和装载能力继续承受巨大压力。

而即便解决了这样的问题，我们还要面临其他挑战，也就是风本身。

风机所要捕获的风能同样会对装载和安装过程构成重大延误和安全风险，尤其是在新一代风机叶片长度超过100米的情况下。许多公司发现，新增的风机越多，他们所需要的用于确保起重作业安全和高效的可靠安装现场风况数据就越多。而当船舶和设备散布在远离常规气象网络和陆基气象雷达覆盖范围的海域时，满足这一要求并不容易。

风机安装船的租用成本从每天15万欧元到25万欧元不等，而建造一艘新船的成本高达4.2亿欧元。巨大的投资成本让了解给定时刻的风况、海浪和其他气象条件变得至关重要，只有这样才能确定用起重机吊装大型风机部件、施工人员将叶片安装到机舱或者用直升机将维护人员运送到风电场现场是否安全。

幸运的是，多种传感技术能够显著提高船载测风和天气感知能力，确保最大限度减少损失和缩短停机时间。

| 测风激光雷达

WindCube海上测风激光雷达设备不但易于安装、坚固耐用，且其设计刚好适用于这类海上工况。它能够通过实时风测量探测可影响高度达200米处的海上起重作业的危险阵风。

| 雷暴感知

维萨拉闪电网络（GLD360）覆盖全球，并且维萨拉雷暴管理器软件能够让用户发现正在接近和离开全球任一海上风电场的雷暴和闪电。此外，还可以通过设置警报快速决定何时开始或停止海上施工现场作业。

| 直升机平台/运输安全

由自动气象站、相关气象传感器、数据存储和报告软件组成的直升机平台气象监测系统能够提供全面的态势感知，不但可以避免延误和风险，还可确保有效规划以及在风机安装船上安全着陆。

| 扫描式测风激光雷达

这类设备可以强化风况感知，同时提高安全性。扫描式测风激光雷达可用于监测港口组件的调度区域，也可安装在海上变电站中，远程扫描最远10公里以外的风况。

安装并非是唯一存在天气感知需求的阶段，风机设备也可能受损，叶片随时间推移发生的磨损会导致效率降低，因此必须要进行定期维护。

而在无需改变测风激光雷达的安装位置或者进行重新安装的情况下，传感器可永久安装在船舶上，并且无论船舶航行到任何地方均可工作。此外，传感器还可以提供强大的季节性数据，帮助了解目前没有任何可用风数据的偏远海上区域。最后，在退役阶段，仍然需要以与施工阶段相同的方式保障作业安全，因为无论风机在与不在，风都始终不变。

维萨拉作为气象行业的领军者，将一如既往地跟踪行业发展，并倾力为从港务局和码头运营商再到造船商、风电场开发商和运营商的各方提供鼎力支持，让海上风能充分发挥潜力，助推海上风电产业阔步发展。

内容来源：维萨拉

同盛海洋

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