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了解风机极限所在美国深入研究飓风对离岸风电

发布时间:2021-05-12 21:12

  如果将离岸风电视为未来重要的电力来源,就得好好深入了解装设前后所需注意的事项,像是美国马萨诸塞大学阿默斯特分校(UMass)为了评估飓风对离岸风机的影响,已投入电脑模型模拟实验与离岸风电结构研究,希望全新评估报告可帮助厂商改良风机设计。

  美国首座离岸风电 Block Island 在 2018 年初正式运转,虽然发展较为缓慢,预估总容量在 2022-2023 年才会达到 1GW。但开发离岸风电对美国东海岸地区相当重要,对于纽约州、新纽泽西州、麻州等人口密集的大州来说,很难找到地域够广的土地来设备陆上风电与公用事业规模太阳能等再生能源,因此往海上开发是个不错的选择。

  目前美国也正加速开发离岸风电的脚步,像是东海岸就有超过 10,000MW 离岸风电专案正在开发,若计划进行顺利将可为美国东岸带来庞大电力,只不过有发展就有挑战,飓风经过或直扑美国的机率大,东岸更是首当其冲,美国离岸风电场准备好了吗?

  就像 2018 年沃旭能源启动双都卜勒雷达计划,与台湾各大学携手研究台风、气象动态对风机的影响,UMass 也开始着手研究飓风与东海岸离岸风电之间的相互影响,致力将风机伤害降至最低。

  UMass 土木与环境工程教授 Sanjay R. Arwade 表示,人们知道如何分析钻井平台、风电等离岸结构,了解怎麽预测飓风动向,但是过去很少有人整合这两类资料,因此团队正投入这项研究,像是评估狂风对涡轮机的影响,固定式与浮动式风机能成受多大的破碎波(breaking wave)等。

  其中台风引起的巨大波浪传播速度较快,未登陆就会出现滔天巨浪,而海浪潮海岸前进时,由于海底逐渐变浅,波浪会变陡而破碎、形成不同方向的沿岸流。团队为了研究破碎波对风机的影响,也绘制出破碎波海图,以及运用电脑模型来模拟未来飓风跟气候变化的可能性。

  这些研究可让科学家更了解离岸风机的「极限」,进而修改风机设计,使制造商打造出更耐用与安全的离岸风机,且飓风风险评估也有助于开发商提供更安全可靠的离岸风场计划。

  团队认为,新型飓风风险模型将能确保能源安全,毕竟离岸风机的使用寿命长达 20 年,离岸风电商得确保设备可以安然度过各种环境天灾。

  虽然离岸风机自有「停止运转」等防卫机制,一旦测量到超出承受范围的最大风速,叶片就会转向并停止运作,庞大的机身也不怕被风吹走吹断,但离岸风电已逐渐成为全球重要的发电来源,更加了解风机与环境的相互影响相当重要,且世界上的天灾不只飓风,台风、地震、龙卷风都是挑战,能降低损害都是一大好事。

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