20221019_國際浮動式風力發展趨勢

20221019_國際浮動式風力發展趨勢
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有全球浮動式風力市場趨勢、技術發展、專案生命週期以及未來關鍵議題初探工業技術研究院王穎達研究員 itriA80332@itri.org.tw 2022.10.19 1
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 2 全球離岸風機裝置容量截至2021年，全球總裝置容量為55.9 GW 2021年，全球新增裝置容量為21.1 GW 其中有80%蓋在中國資料來源：GWEC(2022) 資料來源：GWEC(2022)
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 3 資料來源：GWEC(2022) 全球離岸風機2006-2021每年新增裝置容量  全球離岸風機的發展在2021年有顯著進展，惟主要新增的部分主要在中國（占總新增量80%），歐洲的部分則維持過去幾年的水準（占總新增量15.72%），但全球其他地區的新增量超過前一年的10倍
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 4 為何要推動浮動式離岸風機？  根據2022年全球風能報告，全球有超過80%的離岸風力潛力在水深超過60米的海域，但固定式的風機較難在這些場域建置  與人類的生存空間距離較遠，相關社會問題較少  浮動式風力的漂浮技術已在石油與天然氣產業有相關技術’  離岸越遠有更強的風，容量因素更高，同樣空間可以發更多電  浮動式風機可在遙遠的地方組合後拖曳至定點  對生態的影響較固定式風機來的小
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 5  全球浮動式離岸風機約121.4 MW  其中有78MW在英國、25 MW在葡萄牙、5.9 MW在挪威、5.5 MW在中國、5MW在日本以及 2MW在法國。  2021年共新增57.1 MW，其中有48 MW在英國、5.5MW在中國、3.6 MW在挪威  各國對浮動風力的政策不一，韓國則預計至2050年浮動風力要達6 GW。浮動式離岸風機規模資料來源：GWEC(2022) 浮動式離岸風機全球裝置容量與發展階段 GWEC (2022)的浮動式離岸風力商業化的路徑圖分以下三個階段  2009-2020：測試和實驗階段  2021-2025：準商業化階段  2026~：商業化階段
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Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 7 資料來源：吳秉洲 (2022) 全球浮動式風機進展
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 8 蘇格蘭Scotwind計畫 蘇格蘭於2021年發布將出租指定的海域海床，供風力發電商開發使用，目標將開發25GW的離岸風力 截至2022年4月，已有17個專案完成期權簽約，若在十年內完成必要的同意、許可和融資，就能進一步取得完整的海床租賃，進而開始建造和營運 此開發案申請條件之一就是須提供完整的供應鏈承諾，是這類型開發案第一個強調供應鏈承諾的 根據目前的開發商申請資料，每個專案對蘇格蘭供應鏈的平均承諾為15億英鎊。 ScotWind相關專案預計於2020年代後期開始建造 目前17個專案中，有10個是申請浮動式風機開發資料來源：Scotwind
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 9 蘇格蘭Scotwind計畫 Stage (£m) Scotland rUK EU Elsewhere Development 169 6 9 - Manufacturing & fabrication 565 877 2,868 985 Installation 329 111 831 35 Operation 131 109 118 - Total 1,194 1,103 3,826 1,020 tage (£m) Scotland rUK EU Elsewhere Development 177 4 4 - Manufacturing & fabrication 1,492 732 2,526 546 Installation 438 591 277 - Operation 180 116 62 - Total 2,287 1,443 2,869 546  廠商：bp和EnBW合資，bp有在北海開發離岸風機的經驗，EnBW帶來德國的投資且也有離岸風機專案的經驗  預計帶來100億英鎊的總投資，其中有35億是一定會做到，60億是盡力去做，另有7億是針對蘇格蘭的額外投資，包含促進供應鍊和基礎設施，以及為蘇格蘭人民和在地社區帶來額外利益、提高技能和教育、推動研究和創新，以及促進永續發展案例說明： Commitments Table Ambitions Table  在Aberdeen以每年0.4億英鎊經費經營國際離岸風力營運管理中心，聘用120位蘇格蘭全職員工  投資0.15億英鎊在港口建設，並聘用140位蘇格蘭全職員工  投資1億英鎊支援英國的《國家造船戰略》，建造兩艘離岸風力工作船隻，並聘用500位蘇格蘭全職員工  在BP與Aberdeen市議會合作的基礎上，投資5億英鎊在Aberdeen和Edinburgh建立總量達400MW的電解槽，聘用50位蘇格蘭全職員工  BP投資0.5億英鎊在蘇格蘭建立超過3,500個充電站，聘用75位蘇格蘭全職員工  投資300萬英鎊在Aberdeen建立遠端營運中心，處理英國相關案場營運管理，聘用50位全職員工  每年提供1,40萬英鎊，提供約1,400位人員教育訓練，促進天然氣與石油產業勞工轉型  每年提供120萬英鎊與在地社區合作並支持當地倡議，包括啟動社區投資基金，為環境和淨零重點專案捐贈經費投資項目與效益：
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 10 資料來源：Hemado(2022)  根據英國顧問公司 Hemado預估，未來浮動風機，將在 2028- 2033年之間蓬勃發展  浮動風機主要遍布於水深60m-80m的海域，但也有至水深300m的案場固定式和浮動式風機各案場水深評估
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 11 資料來源：Hemado(2022)  根據英國顧問公司Hemado預估，未來 10年間，全球會建置約30GW的浮動式風力  若以國家別來看，美國、英國、日本、愛爾蘭、南韓、法國和中國是發展浮動風機的主力，在2032年的新增總裝置容量將超過 8 GW  其中，韓國已公布會建置6 GW的浮動式風機，日本方面雖未設定浮動風機的目標，但在其10GW的離岸風電目標下，預期浮動式風機會扮演重要角色  美國的部分，加州和奧勒岡州則宣布將啟動相關預算去支持2030年達成3GW 的浮動式風機目標  澳洲、英國和蘇格蘭等則皆宣布要達成 GW等級的浮動式風場建置目標浮動式風機未來潛力
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 12 離岸風機進展歷程資料來源：GWEC(2022)
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 13 離岸風機技術發展路徑資料來源：GWEC(2022) 2022.08.23 Vestas推出全球第一個15 MW的風力機艙，並展開測試，預計2024量產
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 14 浮動式風機的關鍵技術 浮動平台技術 繫繩與錨定技術 電纜連結 浮動式風機生命週期 其他配套：基礎建設、海上變電所 浮動式風機共同性技術挑戰 我國發展浮動式風機的關鍵課題
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 15 浮動式離岸風機技術發展的關鍵課題海上風電系統屬於高聳結構物，水平載荷和垂向載荷數量級相當，水平傾覆力矩作用將會引起浮式基礎大幅搖擺運動甚至傾覆。因此風力發電浮式基礎運行中的主要風險有： 1）隨機波浪引起浮式風電系統基礎-塔柱的共振，導致基礎結構或者塔柱疲勞； 2）浮式基礎的運動，誘導作用在風輪機上的風速波動將引起風機較大的諧振響應； 3）海上風機浮式基礎結構的縱搖和橫搖運動，需要控制浮式基礎的搖擺運動； 4）浮式基礎由繫纜定位，極端海洋環境下繫泊系統失效； 5）沖刷與滲流引起的錨固基礎失效。結構性問題
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 16 資料來源：國家海洋研究院(2021) 浮動式離岸風機技術規範  國際上主要的浮動式風機技術規範有IEC跟DNL 的規範  全球風機的第三方驗證公司主要有DNV GL、 TUV SUD等  臺灣2020年成立臺灣離岸風場專案驗證聯盟：國際離岸風場專案驗證機構DNV-GL、金屬工業研究發展中心、船舶暨海洋產業發展中心、中國驗船中心和台灣大電力研究試驗中心等。
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 17  環境荷載規範：根據 DNVGL-ST-0119 的建議，在浮動式風機的極限條件測試至少需以 50年作為設計條件，波浪模擬時間 2 至 3 小時以上，以使波浪的非線性等狀態能較完整的呈現。  平台結構設計與穩定性規範： (1) 根據DNVGL-RP-0286的建議，在一般運轉情況下，浮動式風機的傾斜狀況在一定時間內平均值不得超過5度，最大值不得超過10度。在停機且極端條件情況下，傾斜狀況不得超過15度。 (2) 另在水平運動的部分，根據COREWIND D3.1的報告在水深60-100公尺的最大飄移距離為30 公尺，在100-250公尺水深的地方則為30-60公尺，在大於250公尺水深的地方則為水深的5- 12%。  動態海纜設計：根據COREWIND D3.1和DNVGL-ST-0145的建議，海纜設計需要考量以下幾點： (1) 連結平台的運動及飄移範圍 (2) 環境條件(波浪、潮流等) (3) 海洋生物附著性 (4) 海纜系統成本浮動式離岸風機技術規範
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 18 資料來源：Hemado(2022) 雖然過去30年浮動式風機已有許多不同技術的發展 但較具商業化潛力的主要是半潛式平台 (semi submersible)、柱狀浮筒(Spar) and 張力腳平台(Tension Leg Platform, TLP) 這三種浮動式風機開發公司與平台基礎
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 19 Photo:DOE website 風機基本構成
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 20 半潛式平台(semi submersible) Photo:Jochem Tacx 結構說明 半潛式基礎包含三個柱狀浮筒，並排列成一三角形，每個浮筒皆相互連接且與中心支撐風機之浮筒連接，每個浮筒中也具有壓載物以控制浮力。原理 半潛式平台藉由分散式的浮桶來提供浮力保持穩定，並且使用懸鏈繫纜系統來保持平台在一範圍內運動。 可適用水深在50~300公尺施工方式 半潛式則多設計成可於碼頭船塢整機安裝完成，再拖航至預定設置地錨定。海平面海床拖錨繫纜海底電纜繫纜浮動式水下基礎船接駁點平台&連結系統
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 21 優點 可在岸邊施工組裝，平台因為吃水淺，可以在碼頭停泊，組裝完成再拖至風場，可以降低組裝期的繫泊成本 可設置水深較為彈性，可在水深小於10 米的情況下漂浮，可應用至水深40米缺點 有可能誘發更強的波振效應問題 浮體平台鋼構較複雜，且平台結構設計及點焊製作技術門檻高，開發成本相對提高。 浮體平台可能需要配置動態穩定係統 (active ballast systems)及主動壓艙水系統。半潛式平台(semi submersible)
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 22 資料來源：Principle Power WindFloat  全球第二架全尺寸的浮體式離岸風力發電原型機，由美國 Principle Power於2011年10月裝置  該原型機為Vestas V80 ，裝置容量為2MW  裝置地點在葡萄牙阿古薩多拉(Póvoa do Varzim)，距離海岸4 公里。  安裝地點水深45米，經歷超過17米的大浪，以及可承受超過 40m/s的風速。  運行五年後退役，共發出超過1.7億度電半潛式平台(semi submersible) 資料來源：Principle Power WindFloat Altantic  風機為Vestas V164 ，裝置容量為8.4MW，總裝置容量為25MW  裝置地點在葡萄牙維亞納堡近海(Viana do Castelo)，距離海岸20 公里  安裝地點水深100米，經歷超過17米的大浪，以及可承受超過 40m/s的風速。  2019開始建，2020年完成併網  歐洲第一個獲得銀行融資的浮動風力發電場
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 23 深水浮筒式(Spar-buoy) Photo:Jochem Tacx 可適用水深在100~300公尺結構說明 主要結構為一大型圓柱，通常搭載懸鏈繫纜系統。 此圓柱狀結構通常由鋼或混凝土組成，並於艙式中加入土壤或水作為壓載，使結構物重量變重，進而降低重心位置，導致吃水深度較大。原理 平台浮在水中時，重心位置遠低於浮心位置，可於平台受外力晃動時，利用本身重心產生較大回復力矩，提高平台穩定性。施工方式 浮筒式可以拖拉方式運送，再搭配吊重船扶正後錨定。葉片機艙浮筒式水下基礎船接駁處海平面電纜連接口繫纜平台&連結系統海床海底電纜負壓式沉箱基樁
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 24 優點 浮筒結構簡單，具有較少的移動元件，可在工廠進行大量生產。 平台在拖行至安裝位置時，可用拖船水平拖曳至定點，再垂直豎立以連接繫纜與風機，從而降低了佈放、運輸成本和風機的損壞。 浮筒穩定度高，不需要額外的動態控制系統。缺點 僅能設置於120公尺以上的深水區，可設置範圍相對受限。 無法於港口或岸邊組裝，且組裝工作船需具備起重設施與有動態穩定係統。 因設施吃水較深，如風機故障時，僅能現場修復，無法拖回港口作業。深水浮筒式(Spar-buoy)
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 25 Photo: Øyvind Gravås WinFloat  全球第一架全尺寸（未縮小比例）的浮體式離岸風力發電原型機由挪威Equinor於2009年9月裝置。  該原型機裝置容量為2.3MW，裝置地點在挪威卡姆島，距離海岸10公里，安裝地點水深220米。  可承受40m/s的風速和19米的浪。  容量因數於2011年達成超過50% Hywind Scotland  全球第一座浮體式離岸風力發電的商轉電廠，風場總裝置容量為30 MW。  挪威Equinor於2015年獲得蘇格蘭政府許可，共建置5支6MW 的風機，裝置地點在蘇格蘭彼得黑德外海，距離海岸30公里，安裝地點水深95-129米。  至今仍持續運轉，年發電量約900萬度，容量因數約53.1% Photo: Øyvind Gravås 深水浮筒式(Spar-buoy)
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 26 張力腳平台(Tension Leg Platform, TLP) Photo:Jochem Tacx 可適用水深在50~80公尺結構說明 提供浮力的結構平台，並通過鋼纜等材質製成的張緊式繫纜系統與海底錨碇進行連接。原理 上半部為隱沒式平台，以緊繃的錨鏈對抗浮力形成平衡。 上半部平台只需提供足夠浮力，其餘平台穩定性等條件皆由張緊式繫纜系統提供施工方式 需先於海床打樁，再運用船舶上的特殊機具逐一連接用於支撐的金屬支架，並透過水下無人載具輔助連接打樁處及上部結構。平台&連結系統支撐系統海底電纜重力式拖錨 TLP重力式水下基礎海平面海床
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 27 優點 結構較輕，無主動壓艙系統，浮台建置成本相對較低。 機組可在岸邊施工組裝，再由拖船直接拖至施放地點。 平台穩定性高，不需要額外配置動態穩定系統。缺點 安裝方式會受地點限制 安裝過程較其他形式複雜，需要特製的安裝駁船。 錨定係統需承受高負荷，容易發生金屬疲勞之問題。 張緊式平台本身較無法提供足夠回復力，若是平台中任一繫纜失效，將會導致平台傾覆的情形，也因如此平台在拖行及安裝過程中的操作風險都較大。張力腳平台(Tension Leg Platform, TLP)
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 28 根據成大2021年海委會的研究報告 目前海岸海洋工程中使用繫纜系統的多為鑽油平台以及海上浮式生產儲油裝置(FPSO)，應用水深約為數百公尺至數千公尺以上。 根據DNV-RF-F401以及IEC60840海底電纜的設計重點四大分類，分別為結構需求、防水護套、鎧裝結構和彎曲特性，此外亦要針對金屬疲勞強度、絕緣破壞強度和靜水強度訂定測試規範。 台灣西部海域水深約為 50-100 公尺左右，且夏季多颱風侵襲，若是直接使用較為深水之繫纜系統，恐怕無法提供足夠回復力使平台保持在一安全範圍內且會造成晃動傾角過大等問題 因此因應台灣西部海域水深與外在環境因素進行淺水繫纜系統設計是台灣浮動式平台所要面對的一大課題。海纜系統簡介
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 29 懸鏈式繫纜系統  懸鏈式繫纜系統主要由鐵鏈構成，透過一長串的鐵鏈連接錨碇與浮動式平台，在重力作用下會呈現自由懸掛線的形狀，除了懸在水中的懸鏈段，懸鏈式繫纜系統會有一部分鐵鏈平躺於海床上，稱為觸地段，因此在此類型的繫纜方式會使錨碇點受到水平拉力。  懸鏈式繫纜系統主要是依靠懸在水中鐵鏈本身的重量來提供平台回復力，通常使用懸垂理論來進行設計。  根據不同的條件需求，懸鏈式繫纜系統可以搭配重塊或浮筒，重塊可以增加繫纜重量，提高系統回復力，浮筒則可以減小繫纜頂部的張力。懸鏈式繫纜系統在海洋工程界有悠久的使用歷史，目前在海洋工程領域仍被廣泛應用。  隨著水深的增加，懸鏈式繫纜系統會產生某些缺點，例如所需的鐵鏈長度急遽增加，導致成本上升；繫纜與導纜孔的夾角變得陡峭，導致繫纜給予浮台的拉力垂直分量增加，從而減少浮台可負載的重量；懸鏈式繫纜系統覆蓋海床的佔地面積增加，對於船隻航道、海底管道或是海纜佈置造成不良影響。海纜系統簡介參考自：成功大學(2021)，臺灣海洋綠能發展解決方案海洋能浮台繫纜關鍵技術委託專業服務案圖片來源：VREHOF
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 30  張緊式繫纜系統  張緊式繫纜系統主要由高強度的尼龍繩、聚乙烯、聚丙烯等的複合材料構成，重量較鐵鏈低，且成本也較為低廉，在材料方面具有較高的性價比。  在設置繫纜時，繫纜會被繃緊，具有一定的預張力，張緊式繫纜系統主要利用繫纜繩的軸向剛度提供回復力。  張緊式繫纜系統與導纜孔的夾角通常約在 30 度到 45 度之間，因此錨碇點將會受到水平及垂直的拉力，不過張緊式繫纜系統也有例外，張力腿式繫纜系統即是繫纜垂直於導纜孔，使錨碇點主要受垂直向上的拉力。  與懸鏈式繫纜系統相比張緊式繫纜系統具有以下優點: (1) 繫纜使用複合材料較具有優勢； (2) 繫纜處於拉直狀態，因此相同水深時，所需要的繫纜長度較短； (3) 相同水深下，因張緊式繫纜系統沒有觸地段，所以具有較少的佔地面積，且對於航道與海纜配置等影響較小。  但是張緊式繫纜系統也有具有缺點，因為錨碇點會受到垂直向上的拉力，因此對於錨碇塊的形式有更高的要求，也對海床地質條件有一定的限制。參考自：成功大學(2021)，臺灣海洋綠能發展解決方案海洋能浮台繫纜關鍵技術委託專業服務案海纜系統簡介
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 31 海纜系統簡介圖片來源：VREHOF
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 32 海纜系統簡介圖片來源：VREHOF
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 33 浮動式風機海底電纜 動態海纜：  目前海上浮動風機所使用的動態海纜，是用於風機到變電站或上岸的前端海纜(inner array cable)需求  目前主要的方式是採用鬆弛漂浮法(lazy wave)，即透過中繼浮球讓海纜整體密度接近於海水，大幅降低海纜本身重量所產生的張力。  動態海纜以S型態懸掛於水中，在風機連結處與S型彎曲段，在結構上亦要去評估動態彎曲、扭轉、張力等荷載，此外，在靠近海床處亦須要克服摩擦與碰撞損害。  目前動態海纜尚無設計規範，惟國內已有研究報告建議動態海纜應考量更多外力荷載耦合結構受力影響，併建立動態海纜於不同水深之力學模式，併依據台灣條件建立相關海纜以及海事工程規範。參考自：成功大學(2021)，臺灣海洋綠能發展解決方案海洋能浮台繫纜關鍵技術委託專業服務案
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 34 資料來源：Hemado(2022) 浮動式風機均化能源成本預估 各研究機構預測的浮動風機均化成本下降幅度不一 許多機構預測2030年後均化成本將降至與目前較為成熟的固定型離岸風力、陸上太陽上以及陸域風機相當 Hywind Tampen預計2023年初完成所有風機建置(原預計2022Q3)，將成為全球最大浮動式離岸風機案場 (約88MW)。
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 35 資料來源：Principle Wind 浮動式風機專案生命週期
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 36 浮動式風機專案生命週期資料來源：Dinh., V.N. and Mckeogh, E.(2019)
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 37 資料來源：Dinh., V.N. and Mckeogh, E.(2019) 浮動式風機專案財務評估
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 38 浮動式風機專案管理範疇資料來源：Dinh., V.N. and Mckeogh, E.(2019)
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 39 浮動式風機基礎建設需求  根據Crowle, A.P., and Thies, P. R. (2022)  因應不同的浮動式水下基礎種類，所需要的碼頭基礎設施差異頗大  碼頭的氣候狀態也要納入評估，例如整年度風速、浪的狀態，要評估有多少時間可進行相關作業  不同風機的大小也影響碼頭的規格，風機需要大量腹地作為暫存區  除了風機跟水下基處設施外，電纜也需要大量暫存空間  惟浮動式風機的優點是可以在不同地方將零組件拖拉至風場組裝，具跨地區或跨國合作的可能性
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 40 資料來源：海上變電站機電配置規劃(2018) 海上變電站主要功能為 (1)匯集電力並且將其升壓至合適的電壓，確保電力能夠通過海纜運輸併入電網，減少大量電力損耗 (2)提高海纜送電容量，經整流後輸出至上岸海纜，也可減少上岸海纜數量，降低海岸環境破壞的可能性。 (3)此外若是風場離岸超過 80 公里、風場裝置容量為 700～800MW 或是多個風場海上併聯時，電力可以採用直流傳輸，比交流電更有效降低在長距離輸送的電力損失。浮動式風機海上變電站
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 41 浮動式風機海上變電站資料來源：海上變電站機電配置規劃(2018)與海上變電站基礎及支撐結構設計及施工研習(2018))
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 42 資料來源：國家海洋研究院(2021) 浮動式風機海上變電站檢驗標準
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 43  西南季風：每年6月中至9月中約三個月  東北季風：每年10月起到次年4月止，共有七個月資料來源：中央氣象局 (冬季) (夏季)  冬季期間 • 西部海域：風向與流向-相同 • 東部海域：風向與流向-相反  夏季期間 • 西部海域：風向與流向-相同 • 東部海域：風向與流向-相同臺灣風場的狀況
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 44 根據吳秉洲(2022)的分析，浮動式離岸風機共同技術性挑戰在於五個最佳化。 風力機最佳化：係指以較大的傾角(Inclination)及加速度透過先進控制系統，以最大化電力產出、最小化紊流並限制結構動作。 水下基礎最佳化與繫泊系統最佳化：係指選擇適合量產的結構體，並減少鋼鐵/水泥使用量；減少繫纜及錨碇數量，在符合安全考量的前提下，減少成本支出，降低財務風險。 陣列風場布局需最佳化：乃因大規模浮動式陣列風場需要先進尾流效應模型以精確估算電力產出及最佳化陣列布局，紊流及不一致轉子推力對系統之影響也納入最佳化的影響因子。 整合系統最佳化：建立風力機系統、水下基礎、繫泊系統及動態電纜之間耦合動態模擬工具之後，就能預測結構動作及效能，再發展出整體的最佳化設計。浮動式離岸風機普遍面對的挑戰
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 45 我國浮動式風機發展的關鍵課題 因應不同種類浮動式風機建置需求之配套措施： (1) 檢視和擴建國內碼頭，應妥善運用浮動式風機可於不同地點組裝之優點，因應不同浮動式水下基礎準備配套措施，如擴大港口土地、加固碼頭、改善深海港口並展開其他土木工程。 (2) 除碼頭外，浮動式風機特點即是可以將不同組件拖拉至設置地點組裝，故因應不同浮動式風機海上組裝作業會需要不同形式的專業組裝船隻配合以及維運，應妥善評估我國整體產業量能 因應未來浮動式風場大量建置，應提前規劃海纜和海上變電所等海上或海底基礎設施之建設，以及相關環境社會影響評估，避免影響併網期程。 浮動式風機雖僅使用纜線可降低對生態之影響，但因其仍會再一定範圍內飄移，故對海域的應用有獨占性，惟仍可效仿日本或部分浮動式風機廠商，結合海上光電或海洋能機組共構，最大化使用效率
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 46 資料來源：BW ideol 未來應評估規劃浮動式離岸風機跟氫能結合的可行性  BW ideol與Centrale Nantes 在2022年9月23日發布新聞稿，由浮動式風機和浮動式製氫平台組成的方案將朝商業化邁進。  浮動式風機為2MW的Vestas v80風機，水下浮動平台約36平方公尺，吃水約7.5公尺，案場在 Le Croisic 海岸，水深約33 公尺，是法國第一台浮動式風機  2017開始測試，至2021年年底累積發電量達18.5GWh，容量因數超過60%（最高一度至66%）  Centrale Nantes 發布了第一份關於 Floatgen的環境報告。本報告涵蓋了安裝和運行階段從物理學（水下聲學、電磁場、溫度）到生物學（海洋哺乳動物、底棲群落、鳥類等）的多個領域。結論相當明確：未發現對海洋環境產生強烈影響或影響，在建設、運營和維護階段未發生環境事故或污染。  目前該專案Floatgen已經開始展開氫能平台的相關商業化測試我國浮動式風機發展的關鍵課題
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 47 未來研究規劃 研究浮動式風機陣列最佳化評估方法，評估我國浮動式風機潛能 掌握浮動式風機生命週期各時期專案細節，評估政策痛點，並規劃配套和行動方案 浮動式離岸風機開發與社會端的衝擊影響評估，如何建構風力、生態和漁業共榮的模式 大量離岸風機併網對電網調度之影響，以及海纜與陸地併網的問題盤點 國內綠色金融機制以及第三方檢驗機制在不同時期的角色與做法
Copyright ITRI 工業技術研究院版權所有 48 1. 吳秉洲 (2022)，全球浮體式離岸風電發展現況與展望，取自 https://www.moea.gov.tw/MNS/doit/industrytech/IndustryTech.aspx?menu_id=13545&it_id=425 2. 國立成功大學(2021)，臺灣海洋綠能發展解決方案海洋能浮台繫纜關鍵技術委託專業服務案，國家海洋研究院委託研究 3. Corewind(2020), “D3.1 Review of the state of the art of dynamic cable system design” 4. Dinh., V.N. and Mckeogh, E.(2019), “Offshore Wind Energy: Technology Opportunities and Challenges: Energy and Geotechnics,” Proceedings of the 1st Vietnam Symposium on Advances in Offshore Engineering, page 3-22. 5. Garcia-Terue, A., Rinaldi, G., Thies, P. R., Johanning, L., and Jeffrey, H., (2022), “Life cycle assessment of floating offshore wind farms: An evaluation of operation and maintenance,” Applied Energy, 307(1), page 1-17. 6. VRYHOF, Harnessing Offshore Mooring Experience And Anchoring Technology For The Floating Renewable Energy Systems. obtained from: https://www.kivi.nl/uploads/media/5ae711f5178c0/SOZ-KIVI%20lecture%20- %20Anchoring%20Technologies%20for%20FOWT%20by%20Vryhof%20Anchors.pdf 7. Crowle, A. P., and Thies, P. R., (2022), “Floating offshore wind turbines port requirements for construction,” J Engineering for the Maritime Environment, 236(4), page 1047-1056. 8. Jochem Tacx (2019), “Floating Wind Structure and Mooring Types,” energyfacts.eu, obtained from: https://www.energyfacts.eu/floating-wind-structures-and-mooring-types/ 9. GWEC(2022), “Global Wind Report 2022,” obtained from: https://gwec.net/wp- content/uploads/2022/03/GWEC-GLOBAL-WIND-REPORT-2022.pdf 參考文獻

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