海上风电场继续向更深的水域进军,远离海岸,涡轮机现在可以达到270多米高,叶片长120米。设计师和原始设备制造商正在将效率提升到新的水平,以控制新一代自升式WTIV的OPEX。
丹麦船舶设计公司Knud E. Hansen为其Atlas A级WTIV选择了专业化,这是其大规模C级设计的较小衍生产品。这艘较小的船只将在预安装的基础上组装涡轮机。预计不断扩大的行业足迹可以支持这种更专业的船只。
总部位于德克萨斯州的Bleutec Industries进一步将任务委托给打桩安装船和服务运营船 - 这将提供住宿,否则会增加WTIV的有效载荷。该公司的WTIV-Light专注于安装高达22MW的涡轮机。
相比之下,丹麦安装公司Cadeler正在通过更大的船只创造规模经济,这将减少到安装地点的过境。目前正在建设中的两台X级和两台F级WTIV将能够运输和安装七台完整的15MW涡轮机组或五套20 + MW涡轮机。
为了减轻重量,从而减轻推进和顶升所需的功率,Cadeler船舶将采用MAN Energy Solutions的中高速混合发动机概念,优化功率/重量比,最大限度地减少机舱和漏斗占地面积,并实现约200吨的总重量,显着减少。该组合包括其中速32 / 44CR发动机的无框版本。
WTIV具有明显不同的操作模式(装载,航行,DP,顶升和安装),Kongsberg Maritime的海上销售,全球销售和营销Halvor Økland表示,集成系统,包括绞车,电气系统和桥上的控制系统,可节省空间并减轻重量。
他说:“WTIV需要为每个安装顺序提升船舶的全部重量,因此优化重量并平衡其前后至关重要,同时确保DP,航行和机动能力保持在最高标准。
Kongsberg Maritime正在向四艘Cadeler船舶,Dominion Energy的Charybdis和Maersk Supply Service的Maersk Sturgeon提供电气套件。
Kongsberg Maritime的集成控制和电气系统提供来自消费者和电力生产商的综合数据,包括来自DP控制的前馈信号,以降低油耗。对于马士基鲟鱼,Kongsberg Maritime还交付了其EcoAdvisor系统,该系统使用该数据和机器学习为运营人员提供实时优化建议。
Cadeler和Bleutec船舶将配备储能系统,设计师Knud E. Hansen为目前正在建造的Van Oord's Boreas的行业传统柴油电力系统设计增加了混合动力。
四个126米长的支腿将使这艘175米长的船能够在高达70米的深度工作,Knud E. Hansen设计的船包括从顶升系统和5,000kWh电池组的能量回收。
Subsea 7声称,与其新造船Seaway Ventus的类似船只相比,排放量减少了20%。混合GustoMSC NG-14000XL-G设计包括能量回收,废热回收和岸电能力。
随着运输到更深的水域,可能会出现更不利的条件,ABB的能力海上飞行员控制系统优化了所有操作模式,包括机动,运输和位置保持,使用船舶,推进器和环境力的模型来估计和预测船舶的状态和所需的推力。将其与ABB Ability海洋咨询系统OCTOPUS相结合,可以优化船舶安全性和可用性,同时由岸边专家进行更广泛的分析。
这两个系统可以显着提高运营效率并降低燃料消耗,ABB Marine&Ports海上风电船负责船型负责人Jostein Thue说。
“对于WTIV来说,这意味着从精确的位置保持到以前由自动驾驶仪处理的正常航行机动的所有事情都是在同一系统中完成的,使用相同的控制,”Thue说。“ABB Ability船舶飞行员控制支持操作的一致性,减少不同操作员技能水平对复杂操作的影响。这将通过提高运营时间效率和提高能源效率来衡量。
运营效率的一个关键部分是找到一种推进器组合,这些推进器在运输和动态定位中实现高性能,并结合重量轻。瓦锡兰正在向Eneti的尼斯湖水怪和Siren WTIV提供这样的包装,每套七台。
推进器解决方案包括 8° 倾斜的可伸缩推进器,可在有限的功率下实现高推力。传动轴倾斜减少了推进器尾流和平底船体之间的干扰,将系柱拉力增加了20%,并降低了油耗。瓦锡兰可以通过具有全电动伸缩和转向系统的可伸缩推进器进一步减少船舶对环境的影响。瓦锡兰的参考还包括为中国长江三峡集团公司建造的两艘WTIV提供推进器。
目前有11艘现役或正在建造的WTIV能够在70米的水中工作,加上Jan De Nul最新的风力涡轮机安装船Voltaire,它的支腿高130米,可以在高达80米的无与伦比的水深下工作。
然而,Intelatus Global Partners研究总监Philip Lewis表示:“除了水深之外,还有许多因素需要考虑,包括船东投资新船的意愿,考虑到涡轮机尺寸和基础的技术变化速度以及他们在升级之前收回投资的能力。
刘易斯说,新一代WTIV将有助于满足欧洲/台湾核心市场、新欧洲市场(地中海和波罗的海)、韩国、日本、美国和澳大利亚不断增长的需求。这些市场的需求将在本世纪中期之后强劲增长。
即便如此,水深最终将限制固定涡轮机的向外行进,随之而来的是自升式WTIV。