海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行與維護(hù)成本探討

　　目前，很多風(fēng)電產(chǎn)業(yè)觀察員都認(rèn)為將海上風(fēng)能打造成一項(xiàng)富有競(jìng)爭(zhēng)力的能源，可能還需時(shí)日。風(fēng)力發(fā)電機(jī)購(gòu)買與安裝成本正面臨通貨膨脹壓力，伴隨電網(wǎng)連接問(wèn)題和風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行與維護(hù)（O&M）成本的不確定性，為海上風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)展前景注入了隱憂。

　　現(xiàn)有的海上風(fēng)力機(jī)組O&M主要包括定期維護(hù)（檢察、清潔等）、故障維修（某種程度的故障檢修，如手動(dòng)重啟或更換主要部件）和備件管理三部分。在海上風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)早期的項(xiàng)目成本計(jì)劃中，應(yīng)該將電場(chǎng)的O&M成本納入其中的重要組成。

　　關(guān)于風(fēng)電機(jī)組的維護(hù)，在一個(gè)規(guī)模適中的岸上風(fēng)電場(chǎng)通常擁有自己的運(yùn)行與維護(hù)中心，對(duì)風(fēng)電機(jī)組實(shí)施維護(hù)非常便利。據(jù)GARRAD HASSAN風(fēng)能咨詢公司統(tǒng)計(jì)，通常機(jī)組的長(zhǎng)期可利用率可達(dá)97％左右。每年每臺(tái)機(jī)組的平均運(yùn)行和維護(hù)成本約為3萬(wàn)歐元。但對(duì)于海上風(fēng)電場(chǎng)，尤其到達(dá)深水地區(qū)的機(jī)組進(jìn)行維護(hù)工作就非常不易，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也非常大。海上風(fēng)電場(chǎng)的可進(jìn)入性差，特別是吊裝船不夠用，還缺乏訓(xùn)練有素的專業(yè)人員，缺乏現(xiàn)成的 O&M基礎(chǔ)設(shè)施。相應(yīng)的，機(jī)組的可利用率也低，電場(chǎng)的O&M成本高于預(yù)期，相當(dāng)于岸上風(fēng)電場(chǎng)修繕費(fèi)用的兩倍多。

　　另一個(gè)難以控制成本的方面就是機(jī)組的可靠性?，F(xiàn)有的海上風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)發(fā)生過(guò)多次故障，齒輪箱被公認(rèn)為風(fēng)電機(jī)組故障的主要源頭，其次是發(fā)電機(jī)。這些機(jī)組大部分是基于岸上機(jī)組的設(shè)計(jì)制造，僅根據(jù)海上的氣候環(huán)境稍做修改，因此未必是最適用于海洋環(huán)境的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組型式。Garrad Hassan風(fēng)能咨詢公司的專家Colin Morgan則稱，這部分不是運(yùn)行、維護(hù)預(yù)算成本中最主要的一部分，而是風(fēng)電機(jī)組中各類零部件產(chǎn)生的小問(wèn)題導(dǎo)致經(jīng)常需要維修人員去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)所累計(jì)的維護(hù)成本。機(jī)組的初始保質(zhì)期過(guò)后，像齒輪箱這樣的大型零部件不會(huì)經(jīng)常出故障，但那些小型的機(jī)械或電氣元件則不斷的有小毛小病產(chǎn)生。因?yàn)殡娏鏖_(kāi)路或者開(kāi)關(guān)跳閘等導(dǎo)致電場(chǎng)停工的小問(wèn)題，都需要配備船只、船員、技術(shù)人員，對(duì)陸上的維護(hù)人員而言都是麻煩事。

　　包括O&M成本及其重要的影響對(duì)每度電價(jià)，需要尤其關(guān)注可達(dá)性、機(jī)組的可靠性、零部件所涉及的供應(yīng)鏈情況。

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　　海上風(fēng)電場(chǎng)的可及性，即進(jìn)入海上風(fēng)電場(chǎng)的方式，目前而言較為棘手，沒(méi)人可以確定適用于該產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案，保證在經(jīng)濟(jì)上可以接受的天氣狀況下，將技術(shù)人員運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，登上塔架，安全到達(dá)機(jī)艙，并且處在一個(gè)合適的工作環(huán)境中。英國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)的Gordon Edge表示，他們已經(jīng)成功地應(yīng)對(duì)了海上風(fēng)電場(chǎng)的建造與安裝，接下來(lái)的挑戰(zhàn)則是確保電場(chǎng)能夠在原地安全、高效地運(yùn)行。

　　所提出的進(jìn)入方案有很多，從小艇、梯子到臨時(shí)橋梁、相匹配的船只或尖端的可控平臺(tái)系統(tǒng)。Garrad Hassan近來(lái)熱衷于小艇、梯子的方案，但是對(duì)船只、梯子以及他們之間的附加裝置是有特定要求。

　　Colin Morgen認(rèn)為“小型工作船和梯子應(yīng)用于浪高1.3米之內(nèi)的環(huán)境中切實(shí)可行，但在天氣良好時(shí)期則限制了技術(shù)人員進(jìn)入。部分系統(tǒng)承諾能夠在2.5米這樣一個(gè)重要的海浪高度中工作就已經(jīng)是一個(gè)巨大的進(jìn)步，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間將縮短為原來(lái)的80%，但是那樣的成本過(guò)高，因此我們認(rèn)為中等的解決方案經(jīng)濟(jì)性更佳。”

　　據(jù)稱，一個(gè)來(lái)自Fabricom Oil and Gas和AMEC PLC公司的工程設(shè)備（Operation Access System，簡(jiǎn)稱OAS），可避免船只航行于波濤洶涌的海中，以及定期往返的直升機(jī)所面臨的危險(xiǎn)性。OAS是一個(gè)堅(jiān)固的自旋轉(zhuǎn)，可伸縮的橋/平臺(tái)，可通過(guò)液壓傳動(dòng)從維修船舶延伸至風(fēng)電機(jī)組樁基位置。采用了一項(xiàng)先進(jìn)的拖動(dòng)補(bǔ)償特點(diǎn)確保了橋/平臺(tái)不斷調(diào)整其角度和延伸情況，便于船舶移動(dòng)；具備一個(gè)高精度 DGPS定位參考與激光、繃緊金屬線輔助的動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)，確保了平臺(tái)在使用過(guò)程中穩(wěn)固地處于正確的位置上。這些安全特性確保了平臺(tái)連接與通道的安全暢通。 OAS適合于2.5米（最高海浪為4.6米）這個(gè)重要的海浪高度中運(yùn)行。