美国NREL实验室：漂浮式海上风电成本优化构想
美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）最近发表了一项关于漂浮式风电的研究，揭示了漂浮式风电领域的一个全新战略构想。
NREL发表关于漂浮式风电研究论文
美国近2000GW的海上风资源潜力，大部分都紧邻人口稠密的沿海负荷中心，超过58％的资源位于60米或更深的水域。这样的水深条件，更适合部署漂浮式海上风机，而不适合固定基础的海上风力发电技术。漂浮式海上风力发电场具有与固定式基础海上风电场进行成本竞争的潜力，但漂浮式技术尚未进行大规模商业部署，因此尚不清楚什么时候，以及采用何种方案，可以实现这种价格均等的潜力。
在该论文中，NREL研究人员首先确定了降低能源生产总成本所必须克服的一些障碍，并概述了一种一体化系统的方法，该方法有可能显著提高漂浮式风电市场的可行性。
要使漂浮式风电系统在经济上可行，就需要对传统的设计方案进行进一步的优化，在技术上创新，并将规模扩大到商业规模。该报告所提出的一体化系统设计方法可帮助漂浮式海上风电行业在2030年之前部署具有成本效益的漂浮式风电系统。
NREL海上风电平台负责人，该研究的合作者Walt Musial表示：
“虽然我们在与单一部件和工具相关的创新方面取得了长足进步，但只有基于系统的综合方法才能使漂浮式风电技术在商业市场中实现完全成熟。”
“通过多学科的努力，使得我们可以同时关注多种因素，这样，通过优化设计，就可以实现最低的系统成本。”
NREL的研究表明，漂浮式风电的成本降低不可能来自一项突破性的发明，而是需要通过结合技术创新、设计功能以及安装和运营策略等多个因素，进行互补组合策略来实现成本的削减。
为了实现这一远景，NREL提出使用完全一体化的系统工程和技术经济设计来获得漂浮式风电系统的物理学、制造、安装和操作之间的复杂相互作用，并确定可显著降低成本的最佳设计方案。
NREL研究人员概述了降低漂浮式风电场成本的新愿景。经典的漂浮式平台概念，包括单柱（左），半潜式（中）和张力腿平台（右）还需要进行优化以实现成本竞争力。 （图片：NREL Josh Bauer）
NREL在论文中写道，目前的海上风电系统设计方法是通过反复迭代进行的，每一家公司都将自己所专长的部分和盈利动机摆到台面上进行讨论。
NREL高级研究工程师、该项目研究的第一作者Garrett Barter表示：
“由一家制造商设计风电机组和塔架，另一家公司设计下部结构，有时由独立开发商负责阵列的布局和物流作业。但漂浮式风电安装涉及到异常复杂的物理环境，还涉及到设计组件之间的相互作用，这使得当前那种分而治之的方法，在确定可行的解决方案方面，不但昂贵，效率也不高。”
NREL的论文标题为：《用于漂浮式海上风电成本优化的系统工程远景规划》（A systems engineering vision for floating offshore wind cost optimization）。论文的作者包括：Garrett E. Barter、Amy Robertson和 Walter Musial 等。
文章主要观点包括：
漂浮式海上风电机组（FOWT）技术非常复杂，因此非常适合采用系统工程的方法。
目前FOWT尚不具有竞争力，因为该技术仍是新的，有待优化。
该论文概述了FOWT设计方法的长期愿景规划。
该远景规划将致力于开发新的工具，是一个涉及到多个学科，并能提供足够的物理保真度的系统工程工具。
从过去来自石油和天然气以及固定基础海上风电项目经验中得到的经验教训，对于新的创新方法的成功实现至关重要。 CWEA
综合来源：NREL
https://www.nrel.gov/news/program/2020/nrel-floats-new-offshore-wind-cost-optimization-tool.html
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