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風力發電大辭典

一座離岸風場從無到有,會經歷那些作業期呢?

一座離岸風場的建置,可以分為以下幾個作業期:
●規劃期Planning(約耗費3-5年)
場址調查、風場容量規劃、生命週期財務分析(CAPEX/OPEX)、政府申請作業、各裝置製造規格確定、訂單/廠房/運維基地設立、風機系統確定、電力銷售…等。

●製造期Fabrication(1-2年)
塔架、水下基礎、電纜、基樁、轉子(輪轂及葉片)、風機機艙及內部元件、機電設備、相關設備…等。

●運輸及安裝Transportation & Installation(1-2年)
海事工程、港口協調、展存地區、岸上預組裝、陸上及海上運輸、海上安裝、試運轉、電網併入…等。

●運維Operation & Maintenance(25-30年)
風場運轉與維護

●除役Decommission & Repower(1-2年)
除役、回收與再用電


從一開始的場址調查,通常會把調查分為四大項目:海氣象與水文調查、地球物理探測、地質鑽探取樣與試驗調查、水下攝影調查,而獲取的資訊包含:海氣象、洋流變化、漂砂情形、海床地形與地貌、海床下地層剖面、海床下埋設物分布情形、海床下地層地質構造與特性等。
再依照這些調查資料去規劃整座風場的設立,包含風場總容量可以怎麼分配單支裝置容量,這些也將會影響所有零組件製造的規格與需遵守的標準等。

製造期目前針對某些項目,正慢慢朝國產化前進,原物料像是鋼材(如中鋼構、新光鋼等)、玻/碳纖與樹脂(如上緯控投);零組件/配件部分,包含葉片(如天力離岸風電科技)、齒輪箱(如永冠能源)、塔架(如世紀鋼、新光鋼等)、電纜(如華新麗華、大亞電纜、宏泰電工、合機電線電纜等)、轉接段(如俊鼎機械)、水下基礎(如銘榮元、興達海機等);次系統包括監控系統(如東元電機、台達電等)、電力系統(如士林電機、華成電機等);風機系統與設備,國內則是由西門子歌美颯與維斯塔斯兩家外商為主。

而後續這些製造完的零組件、元件,將在海上陸續安裝,建置成一座完整的離岸風場,而開發商所面臨的問題在於缺乏施工船舶,雖然首艘自建全迴旋大型浮吊船Green Jade已正服役中,但整體來說,目前台灣自製工作船量能依然不足,所以大多海事工程還是仰賴外國的大型工作船舶。
為呼應本土化政策,離岸風場競標的評分與加分機制中,已納入海事工程船舶建造與改造區塊,希望能透過此政策促進台灣造船相關產業加入海事工程船舶之建造與改造,引領產業升級、逐步落實離岸風電安裝與運維本土化,以利造船產業的健全發展與轉型升級,國內風場採用國內建造的船舶,將更適合在地風場特性,朝向『開發台灣船,經營台灣能』的方向。

整座風場建置完成,順利併網發電,就進入離岸風機運轉的黃金20年,
運維工程師就負責範疇不同分為高壓設備運維、離岸風場設施維護、風機維修;一般來說,高壓設備運維工程師主要任務負責操作陸上及海上的變電設備開關;離岸風場設施維護工程師負責檢修風力發電機以外的設施,確保風場設備能安全順暢地運作;風機維修工程師是要確保風力發電機能維持產能,負責風機定期檢查保養並排除故障。這些人除了要有獨立解決問題的能力,也要和運維中心以及海上運維團隊共同配合完成任務,確保風機穩定運作與風場營運最佳效能。而台灣也仿效歐洲風場作法,運用高科技裝備輔助運維作業,採用無人機與機器人輔助工程師執行風機檢修,省時省力之外,更大幅提升工作效率與安全。

風機到達25年左右的生命終期,最後將會面臨到除役階段。目前85至95%的風機材料是可以回收的,但葉片回收再利用在世界各國仍舊是一大挑戰,主要原因是葉片設計不但輕量且堅固耐用,要拆解葉片十分困難。因此,目前風場除役後的風機葉片多半透過破碎後掩埋或是焚燒方式處理。這兩種方式雖然省事,但是也帶來新的環境議題,治標不治本。
台灣本土廠商上緯歷經超過5年的研發,以循環經濟的思惟,終於發展出全新可回收熱固樹脂的專利技術,包括可回收再重複利用的環氧樹脂「EzCiclo易可收」及對FRP做成的風電葉片回收降解的「CleaVER可立解」,解決FRP無法回收的狀況。未來靠著更多的創新複合材料,或許能為地球的淨零碳排多盡一分心力。
※ 上緯可回收熱固樹脂-「EzCiclo & CleaVER」動畫,點此觀看

資料來源:
產業價值鏈資訊平台
泛科學
沃旭能源
WindTaiwan
圖片來源:topics

 

離岸風場
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