东方时讯网“我们对陆地上的风车了解很多，对海上的固定底部风力涡轮机了解很多，但对漂浮式风力涡轮机的了解却少得多，”阿格德尔大学(UiA)教授GeirGrasmo说。
Grasmo领导UiA的海上风电技术研究小组和基于研究的海上机电一体化创新中心。
“对于如何尽可能充分利用海上风能，以及我们如何在恶劣条件下设计、建造、运营、维护和管理海上油田，我们没有很好的答案，”Grasmo说。
从事机电一体化工作的研究人员通常会结合不同学科，包括机械和电子、计算机技术、ICT和人工智能。
通过结合多个领域，他们可以开发先进的监控系统。他们可以遥控机器人、无人机、起重机和水下船只。研究人员还可以开发从陆地监测和控制海上风力涡轮机运行的系统。
UiA研究人员在开发用于北海船舶和石油钻井平台的海上起重机、机械解决方案和控制系统方面拥有丰富的经验。这种专业知识是在与海洋技术集群GCENODE以及阿格德尔国际供应商行业数十年的合作中积累起来的。
“当我们现在在各个领域为挪威海上风电行业的发展做出贡献时，这种专业知识和经验为我们提供了优势，”Grasmo说。
不成熟的技术
业界和研究人员一致认为，海上风电在挪威是一项相当不成熟的技术。
“在海上风电行业的早期，为放置在陆地上而开发的风车被放置在海上。风车立在桩上，桩固定在海床上。这样的风车可以在哥本哈根附近的浅水区找到，”Grasmo说。
根据Grasmo的说法，在简化底部固定设施的安装过程和操作方面仍然存在挑战，尤其是在像我们这样波涛汹涌的海域。
“我们需要对水深超过50-60米的浮动风电场进行更多研究，”他说。
挪威的行业正在寻求为将主导挪威行业的底部固定风电场和我们有先决条件掌握的浮动海上风电开发价值链。研究人员也是如此。
据政府称，挪威将成为海上风电的领先国家。目标是到2040年分配可产生高达30GW电力的站点，这大约是当今挪威电力系统容量的75%。
但漂浮式海上风电在这个国家仍处于起步阶段。
直到2022年11月，北海的第一个浮动风电场才开始运行，Equinor的HywindTampen开始发电。风电场由安装在浮动平台上的11台风力涡轮机组成。这些平台被称为漂浮物，锚定在海床上。
优化能源生产
“风车的目的是产生能量。我们正在研究它们如何在海上风电场中单独和集体产生尽可能多的电力，”Grasmo说。
没有人知道最佳风力涡轮机和风电场的答案。但研究人员正在研究的正是这种优化。
以下是UiA的工程师正在研究的一些问题：
如何在陆地和海上风电场之间建立工业和基础设施
哪些材料最适合和可持续用于风力涡轮机、漂浮物以及电力生产和运输设施
如何优化发电机和风电场的能源生产
如何调整电力转换器等电气装置的结构，以便在海上稳健使用
如何自动化、控制和监控海上风电场
如何测量风况并放置漂浮物和风力涡轮机以优化发电
如何将海上风电项目与其他海上生产联系起来，例如氢气和氨的生产
如何开发和利用数字解决方案、人工智能和ICT来管理风电场
如何开发数字解决方案来控制和监控每个涡轮机和整个风力发电机场，同时将风场的电力连接到陆上电网和陆地上的电力生产
找到合适的风力条件
研究人员试图找到答案的一个典型问题是，漂浮物上可以放置多少台涡轮机，以及漂浮物在田地中的放置距离有多近，以尽量减少干扰。
“目的是尽量减少所有风力涡轮机的风影，当它们在漂浮物上时也是如此，”Grasmo说。
与在陆地上一样，解决方案可能因风电场而异。
“通过不同的举措，我们可以调整油田以确保最大限度地利用。我们使用先进的数据工具来做到这一点。我们力求使每个工厂适应彼此，以便整个油田尽可能地发挥最佳作用，”Grasmo说。
恶劣环境下使用寿命长
海上风力涡轮机必须在各种天气下立于海上的地基或漂浮物上。天气和风力条件是与能源生产相关的众多独立研究领域之一。建筑必须承受巨大的压力。盐水会腐蚀设备，腐蚀永远是一个挑战。
“这就是为什么研究一切都很重要，从不同材料的使用到风力涡轮机和漂浮物的构造，再到锚固、电力转换器和其他装置和设备，”Grasmo说。
他强调，研究健康、环境和安全以及气候后果很重要。
“挪威水域的风电场必须以最佳方式实现可持续发展，才能在恶劣和苛刻的环境中拥有较长的使用寿命，”Grasmo说。
UiA与Agder的多个参与者合作开发海上风电产业。该团队包括Agder地区倡议FremtidensHavvind;未来材料挪威弹射器中心;NORCE研究所;和UiA的机电一体化创新实验室。
“我们将特别支持供应商行业的发展以及必须建设的基础设施和供应线，以促进国家发展可持续和财务稳健的海上风电行业的倡议，”Grasmo说。