一直以來(lái)，風(fēng)電安裝船(WTIV)都非常耗費(fèi)燃油，現(xiàn)在還肩負(fù)著更遠(yuǎn)、更深、更重的安裝任務(wù)。
隨著海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)進(jìn)一步邁向深遠(yuǎn)海，風(fēng)機(jī)高度如今可達(dá)270多米，葉片長(zhǎng)120米。設(shè)計(jì)師和原始設(shè)備制造商正在著力提高效率，以控制新一代自升式WTIV的運(yùn)營(yíng)成本(OPEX)。
丹麥船舶設(shè)計(jì)公司Knud E. Hansen已為其Atlas A級(jí)WTIV進(jìn)行了專業(yè)優(yōu)化，這是其大規(guī)模C級(jí)設(shè)計(jì)的較小衍生品。這艘小型船舶可以在預(yù)先安裝的基礎(chǔ)上組裝風(fēng)機(jī)，同時(shí)期望不斷發(fā)展的海上風(fēng)電行業(yè)能夠支持此類更專業(yè)的船舶。
美國(guó)公司Bleutec Industries計(jì)劃通過(guò)可以提供住宿的打樁安裝船和服務(wù)運(yùn)營(yíng)船來(lái)減少WTIV的有效載荷。該公司的WTIV-Light專注于安裝高達(dá)22MW的風(fēng)機(jī)。
Cadeler目前有兩艘X級(jí)和兩艘F級(jí)WTIV正在建造中。(圖片來(lái)源：Cadeler A/S)
相比之下，丹麥海上安裝公司Cadeler正在利用大型風(fēng)電安裝船創(chuàng)造規(guī)模經(jīng)濟(jì)，有助于減少安裝船的往返次數(shù)。該公司目前正在建造的兩艘X級(jí)和兩艘F級(jí)WTIV將能夠運(yùn)輸和安裝7套完整的15MW風(fēng)機(jī)或五套20+MW風(fēng)機(jī)。
WTIV具有不同的操作模式(裝載、航行、DP、頂升和安裝)，Kongsberg Maritime相關(guān)人員表示：“集成系統(tǒng)，包括絞盤(pán)、電氣系統(tǒng)和機(jī)艙的控制系統(tǒng)，可以節(jié)省空間和減輕重量。WTIV需要在每個(gè)安裝序列中提升船舶的全部重量，因此，在確保DP、航行和操縱能力保持最高標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，優(yōu)化重量并平衡其前后至關(guān)重要。”
Kongsberg Maritime正在向Dominion Energy的“Charybdis”號(hào)運(yùn)送電氣包。(圖片來(lái)源：Dominion Energy)
Kongsberg Maritime正在向Cadeler的四艘船、Dominion Energy的“Charybdis”號(hào)和馬士基供應(yīng)服務(wù)公司的“Maersk Sturgeon”號(hào)提供電氣綜合解決方案。
Kongsberg Maritime的集成控制和電氣系統(tǒng)提供來(lái)自用戶和電力生產(chǎn)商的綜合數(shù)據(jù)，包括來(lái)自DP控制的前饋信號(hào)，以降低油耗。此外，Kongsberg Maritime還為“Maersk Sturgeon”號(hào)提供了EcoAdvisor系統(tǒng)，該系統(tǒng)將為運(yùn)營(yíng)人員提供實(shí)時(shí)優(yōu)化建議。
Cadeler和Bleutec的船舶將配備儲(chǔ)能系統(tǒng)，Knud E. Hansen為Van Oord處于建造階段的“Boreas”號(hào)在傳統(tǒng)柴電動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)上增加混合動(dòng)力，該船長(zhǎng)175米，配備四條126米高樁腿，最大作業(yè)水深可達(dá)70米。
Subsea 7聲稱，與類似船舶相比，其新造船“Seaway Ventus”的排放量減少了20%。混合型GustoMSC NG-14000XL-G設(shè)計(jì)包括能量回收、廢熱回收和岸電能力。
ABB Ability Marine Pilot Control在所有操作中控制WTIVs。(圖片來(lái)源：ABB)
隨著進(jìn)一步邁向深遠(yuǎn)海，可能會(huì)出現(xiàn)更多的不利條件，ABB的Ability Marine Pilot Control系統(tǒng)優(yōu)化了所有操作模式，包括使用船舶、推進(jìn)器和環(huán)境力的模型來(lái)估計(jì)和預(yù)測(cè)船舶的狀態(tài)和所需動(dòng)力，以進(jìn)行機(jī)動(dòng)、運(yùn)輸和保持位置。將其與ABB Ability Marine Advisory System OCTOPUS相結(jié)合，可以優(yōu)化船舶的安全性和可用性，同時(shí)為岸上專家提供更廣泛的分析。
這兩個(gè)系統(tǒng)可以顯著提高運(yùn)行效率并降低油耗，ABB Marine&Ports海上風(fēng)電船型負(fù)責(zé)人Jostein Thue表示：“Ability Marine Pilot Control支持操作的一致性，減少了船員的不同技能水平對(duì)復(fù)雜操作的影響。這將通過(guò)提高運(yùn)營(yíng)時(shí)間效率和改善能源效率來(lái)衡量。”
運(yùn)營(yíng)效率的一個(gè)關(guān)鍵部分是找到一種組合推進(jìn)器，能在運(yùn)輸和定位中實(shí)現(xiàn)高性能，并結(jié)合輕量級(jí)。瓦錫蘭(Wärtsilä)正在為Eneti的“Nessie ”和“Siren WTIVs”提供類似組合，每艘船將配備7組設(shè)備。
推進(jìn)器解決方案包括8°傾斜的可伸縮推進(jìn)器，可在有限的功率下實(shí)現(xiàn)高推力。螺旋槳軸的傾斜減少了推進(jìn)器尾流與平底船體(flat-bottomed hull)之間的干擾，使系纜拉力增加20%，并減少燃料消耗。瓦錫蘭可以通過(guò)具有全電動(dòng)伸縮和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可伸縮推進(jìn)器，進(jìn)一步減少船舶對(duì)環(huán)境的影響。
Jan De Nul最新的風(fēng)機(jī)安裝船“Voltaire”，腿高130米，最大作業(yè)水深可達(dá)80米。(圖片來(lái)源：Jan De Nul)
目前，有11艘現(xiàn)役或正在建造的WTIV能夠在70米深的水中工作，包括Jan De Nul最新的風(fēng)機(jī)安裝船“Voltaire”，其樁腿高130米，最大作業(yè)水深可達(dá)80米。
然而，Intelatus Global Partners的研究總監(jiān)Philip Lewis表示：“除了水深之外，還有眾多因素需要考慮，包括船東對(duì)新船的投資欲望，風(fēng)機(jī)尺寸和基礎(chǔ)的技術(shù)變化速度以及在不得不升級(jí)之前的投資回報(bào)能力。”
新一代WTIV將有助于滿足歐洲/臺(tái)灣省核心市場(chǎng)、歐洲新市場(chǎng)(地中海和波羅的海)、韓國(guó)、日本、美國(guó)和澳大利亞不斷增長(zhǎng)的需求，這些市場(chǎng)的需求將在本世紀(jì)中期后強(qiáng)勁增長(zhǎng)。即便如此，水深最終將限制固定式風(fēng)機(jī)向深遠(yuǎn)海發(fā)展，并隨之限制自升式WTIV。
Van Oord的“Boreas”號(hào)，目前正在建造，配備四條126米高樁腿，最大作業(yè)水深可達(dá)70米。(圖片來(lái)源：Van Oord)
