부유식 풍력 터빈

Floating wind turbine
북해에 배치되기 전인 2009년 노르웨이 스타방어 인근 옴뫼이 피요르드에서 조립된 세계 최초의 실물 풍력 터빈인 2.3 MW Hywind

부유식 풍력 터빈은 고정된 기초 터빈이 [1][2]가능하지 않은 수심에서의 전기를 발생시킬 수 있도록 하는 부유식 구조물에 장착된 해상 풍력 터빈입니다.부유 풍력 발전소는 연안 풍력 발전소에서 사용할 수 있는 해수 면적을 크게 증가시킬 가능성이 있으며, 특히 일본, 프랑스 및 미국 서해안과 같이 얕은 물이 제한된 국가에서 그러하다.풍력 발전소를 더 먼바다에 배치하면 시각 [2]오염을 줄이고, 어업 및 선박 [3][4]항로를 위한 더 나은 숙박 시설을 제공하며,[5] 더 강하고 일관된 바람에도 도달할 수 있습니다.

상업용 부유식 풍력 터빈은 대부분 개발 초기 단계에 있으며, 2007년 이후 여러 개의 단일 터빈 시제품이 설치되었다.2021년 현재 3개의 부유식 풍력발전소가 운영 중이다.첫 번째는 5개의 플로팅 터빈을 갖춘 [6]30MW Hywind Scotland로, Equinor ASA에 의해 개발되어 2017년 10월에 시운전되었습니다.

역사

Blue H Technologies - 세계 최초의 부유식 풍력 터빈 - 깊이 113m(371ft) - 이탈리아 아풀리아 해안 21.3km(13.2mi)에 설치됨
포르투갈 아구사두라 앞바다에서 약 5km 떨어진 2MW 윈드플로트(WindFloat)는 세계 두 번째 실물 풍력 터빈이다.
메인 대학교 20kW 볼턴US 1:8은 미국 [7]최초의 그리드 연결 해상 풍력 터빈이었다.

대규모 해상 부유식 풍력 터빈의 개념은 윌리엄 E 교수가 도입했다.1972년 매사추세츠 애머스트 대학의 헤로네무스.상업용 풍력 산업이 잘 정착된 1990년대 중반이 되어서야 주류 연구 [5]커뮤니티에서 이 주제를 다시 다루게 되었다.

네덜란드의 블루H테크놀로지는 2007년 [8][9]12월 이탈리아 아풀리아 해안에서 21.3km(13.2mi) 떨어진 곳에 세계 최초의 부유식 풍력 터빈을 배치했다.80kW 시제품은 바람과 바다 조건에 대한 시험 데이터를 수집하기 위해 수심 113m(371ft)에 설치되었고 2008년 [10]말에 해체되었다.이 터빈은 텐션 레그 플랫폼 설계와 2블레이드 [10][needs update]터빈을 사용했습니다.

현수 케이블에 계류된 단일 부유 원통형 스파 부표.Hywind는 각 앵커 케이블의 중간 지점에 매달린 60톤 무게의 배너리 배열을 사용하여 추가적인 장력을 제공합니다.

최초의 대용량 2.3 메가와트 부유식 풍력 터빈은 2009년 [12][13]9월 노르웨이 인근 북해에서 가동되기 시작한 [11]Hywind였다.터빈은 지멘스 풍력에 의해 건설되었고 테크니프가 건설한 플로트 타워와 함께 깊이가 100m인 플로트 타워에 장착되었다.노르웨이 스타방에르 인근 오뫼이 피요르드의 더 잔잔한 물에서 조립한 후, 120m 높이의 탑은 2009년 6월 6일 카르뫼이 남서쪽 10km 지점의 220m 깊이로 2년간의 시험 배치를 위해 [14]예인되었다.Statoil [14]소유의 Hywind는 구축 및 [15][16][17]도입에 4억 크로너(약 6,200만 달러)의 비용이 들었습니다.길이 13km(8.1mi)의 해저 송전 케이블이 2009년 7월에 설치되었고,[18] 그 직후 로터 블레이드 및 초기 송전 등 시스템 테스트가 실시되었다.이 시설은 연간 [19]약 9기가와트/시의 전기를 생산할 것으로 예상되었다.2010년에는 11미터의 파도에서 [20]겉으로 보기에 마모되지 않은 채 살아남았다.2016년까지 터빈은 50GWh를 생산했으며, 전체 용량 계수는 41%[21]였습니다.이 터빈은 풍속 40m/s와 파동 19m에서[22] 살아남았으며, 10년의 추가 생산과 [23][24]시험을 예상하여 2019년에 판매되었다.같은 장소에서 [25]3.6 MW TetraSpar는 2021년 12월에 취역했다.

2011년 9월에는 포르투갈에 설치된 EDP, Repsol, ASM 및 포르투갈 벤처기업의 지원을 받아 두 번째 그리드 연결 풀스케일 프로토타입을 출시했습니다.WindFloat WF1에는 Vestas 2 MW 터빈이 장착되었고 이후 5년간 [26]17 GWh 이상의 전기를 생산했습니다.이 부대는 2016년에 해체되었고 나중에 용도 변경되었다.

2013년 6월, 메인 대학교는 20kW Volturn을 배치했습니다.US 1:8, 6MW, 450피트(140m) 로터 직경 [27]설계의 1/8 크기인 65피트(20m) 높이 플로팅 터빈 프로토타입.볼턴US 1:8은 아메리카 대륙에 배치된 최초의 그리드 연결 해상 풍력 터빈이었다.볼턴미국의 설계에서는, 콘크리트제의 반잠수성 플로팅 선체와 복합 재료 타워를 채용하고 있어 자본 비용과 운용 및 유지보수 비용을 삭감해, 현지 제조를 가능하게 하고 있습니다.이 기술은 메인대학이 이끄는 딥크윈드 [28][needs update]컨소시엄이 공동으로 개발한 결과다.

최초의 2 MW 히타치 터빈은 [29][30]2013년 11월에 가동되기 시작하였으며, 32 %의 용량 계수와 부유 변압기를 갖추고 있습니다(일본의 해상 풍력 발전 목록 참조).5 MW와 7 MW의 두 개의 대형 터빈은 [31]성공하지 못했습니다.일본 최초의 부유식 터빈은 [32]5년간의 시연 기간을 거쳐 2016년 후쿠에 섬 부근에 띄워졌다.2MW 터빈은 [needs update]히타치에 의해 개발되었다.

2021년 말, 중국은 최초의 부유식 풍력 터빈인 5.5 MW의 명양을 400 MW 고정 바닥의 양시 사파 III [33]풍력 발전소에서 시작했다.

고정 시스템

좌측 타워베어링 구조(회색)는 자유롭게 떠 있으며, 우측 구조물은 장력 케이블(빨간색)에 의해 해저 앵커(회색)를 향해 아래로 당겨진다.

플로팅 구조물을 고정하기 위한 두 가지 일반적인 공학적 설계 유형에는 텐션 레그와 현수막 느슨한 계류 [citation needed][34]: 2–4 시스템이 포함된다.텐션 레그 계류 시스템에는 텐션 상태의 수직 테더가 있어 피치 및 롤링 시 큰 복원 모멘트를 제공합니다.현수 계류 시스템은 연안 구조물에 대한 위치 유지를 제공하지만 저장력에서는 [35]강성이 거의 없습니다."계류 시스템의 세 번째 형태는 밸러스트된 현수구조로, 케이블 장력을 증가시키고 이에 따라 물 위에 떠 있는 구조물의 [35]강성을 증가시키기 위해 각 앵커 케이블의 중간부에 매달린 여러 톤의 중량을 추가함으로써 형성된다.

IEC 61400-3 설계 표준에서는 하중 분석이 바람,[34]: 75 파도 및 조류와 같은 현장 고유의 외부 조건에 기초해야 한다.IEC 61400–3-2 표준은 특히 부유식 [36][37]풍력 터빈에 적용된다.

경제학

서론

심해 부유식 풍력 터빈의 기술적 타당성은 의심받지 않는다. 부유식 구조물의 장기적 생존성은 수십 년 동안 해양 및 해양 석유 산업에 의해 성공적으로 입증되었기 때문이다.그러나 수천 개의 해양 석유 시추 장치를 배치할 수 있었던 경제성은 부유식 풍력 터빈 플랫폼에 대해 아직 입증되지 않았습니다.깊은 물 풍력 터빈의 경우, 얕은 물 및 육지 기반 터빈의 기초로서 일반적으로 사용되는 말뚝 구동 모노폴 또는 재래식 콘크리트 기반 대신 부유 구조물이 사용될 것이다.플로팅 구조는 터빈의 무게를 지탱하고 피치, 롤링 및 히브 움직임을 허용 가능한 한계 내에서 억제할 수 있는 충분한 부력을 제공해야 합니다.풍력 터빈 자체의 자본 비용은 얕은 물에서 현재 해양 방호 터빈 비용보다 크게 높지 않을 것이다.따라서 심층수 풍력 터빈의 경제성은 주로 부유 구조 및 배전 시스템의 추가 비용에 의해 결정되며, 부유 구조 및 배전 시스템은 더 높은 해상 바람과 대형 부하 중심(예: 더 짧은 전송 주행)[5]에 의해 상쇄된다.

1990년대 후반 이후 많은 국가의 고정 바닥 설비에서 얻은 경험적 데이터를 통해 대표 비용과 얕은 물 연안 풍력 발전의 경제성을 잘 이해한다.2009년 세계 에너지 [14]평의회에 따르면, 심해 부유식 터빈의 실용성과 단위 경제성은 아직 확립되지 않은 반면, 얕은 수력 터빈은 메가와트당 240만-300만 달러의 비용이 들었다.2021년 프랑스 경매는 250MW 프로젝트에 [38]대해 120유로/MWh(MWh당 141달러) 미만의 전력으로 마감되었으며, 고비용, 소규모 프로젝트 규모 및 경험 부족으로 인해 프로젝트 개발자 및 금융 기관이 [39]이 기술을 사용할 위험이 없습니다.

운용 중인 풍력 발전의 비용 데이터

심층수 지역에 단일 풀 용량 터빈의 초기 배치는 [14]2009년에야 시작되었다.세계 최초의 상업용 부유식 해상 풍력 발전기, 하이윈드 스코틀랜드는 [40]2017년에 취역했습니다.자본 비용은 2억6천400만 파운드(MW당 880만 파운드)[41][better source needed]로, 이는 고정 연안 풍력 발전소의 자본 비용의 약 3배, 가스 화력 [citation needed]발전소의 자본 비용의 10배에 해당합니다.운영 비용(약 150,000/MW)도 고정 해상 풍력 발전기보다 높았다.영국의 두 번째 프로젝트인 Kincardine Floating Offshore Windfarm은 건설에 5억 파운드, 즉 1,000만 파운드/[42]MW의 비용이 든다고 보고되었습니다.

비용 절감 전략

2010년 10월 현재, 타당성 연구는 부유식 터빈이 영국과 세계 에너지 시장에서 기술적으로나 경제적으로 모두 실용화되고 있다는 것을 뒷받침한다."떠다니는 풍력 터빈을 개발하는 것과 관련된 높은 초기 비용은 바람이 더 강하고 신뢰할 [43]수 있는 영국 해안에서 떨어진 심해 지역에 접근할 수 있다는 사실로 상쇄될 것입니다."영국에서 실시된 오프쇼어 밸류에이션 조사에서는 영국의 풍랑, 조류 자원의 3분의 1만 사용해도 연간 10억 배럴의 석유와 같은 에너지를 생산할 수 있다는 것이 확인되었습니다.이는 북해의 석유 및 가스 생산량과 같습니다.이 접근방식을 사용할 때 중요한 과제는 전송로를 개발하는 데 필요한 조정입니다.

Carbon Trust의 2015년 보고서에서는 비용을 [44]절감하는 11가지 방법을 권장하고 있습니다.또한 2015년 슈투트가르트 대학 연구진은 비용을 230유로/[45]MWh로 추정했다.

캘리포니아에서 해상 바람은 그리드 수요가 많고 태양광 발전이 낮은 저녁 및 겨울 소비와 잘 일치한다.해상 풍력 장비를 준비할 수 있을 정도로 큰 몇 안 되는 항구 중 하나가 험볼트 [46]만일 수 있다.

해상 재생 에너지(ORE) 캐터펄트의 부유식 해상 풍력 센터 오브 엑설런스(FOW CoE)[47]가 완료한 연구에 따르면 영국의 부유식 해상 풍력은 2030년대 초까지 "보조금 없는" 수준에 도달할 수 있다.

해양 에너지 ORE Catapult의 영국 선도 기술 혁신 및 연구 센터는 Tugdock 기술에 대한 보고서를 작성했습니다. "Tugdock은[48] 근처에 적절한 항구 시설이 없는 현장에서 부유식 풍력 개발을 가능하게 할 수 있습니다.또한 비용이 많이 드는 중형 리프트 선박에 대한 요구사항을 줄여 기존 방법보다 하위 구조 조립 비용을 10% 절감할 수 있습니다."[49][better source needed]

유정 분사

유전이 고갈되면 작업자는 2차 복구를 위해 높은 압력을 유지하기 위해 물을 주입합니다.이것은 전력을 필요로 하지만, 가스 터빈을 설치하는 것은 추출 과정을 중단하고 귀중한 수입을 잃는 것을 의미합니다.분류학회 DNV GL은 일부 경우에 부유식 풍력 터빈이 연료 주입을 위한 동력을 경제적으로 제공할 수 있다고 계산하여 석유 플랫폼이 계속 생산되고 비용이 많이 드는 [21][50]중단을 피할 수 있습니다.

2016년 DNV GL, ExxonMobil 등은 기존의 엔진 대신 6MW Hywind를 사용하여 연안 유정에 물을 주입하는 2MW 펌프 2대를 구동하여 배럴당 3달러의 석유 절감 계산을 승인했습니다.평온한 [51][52][53]6월에도 하루에 최소 4만4000배럴의 가공수를 주입할 수 있다.이 프로젝트는 [54]2017년에 실험실 테스트를 시작했다.

부유식 풍력 발전 프로젝트

플로팅 윈드팜을 포함한 연안 윈드팜은 전체 윈드팜 발전의 작지만 증가하는 비율을 제공한다.이러한 발전 용량은 2050년까지 IEA의 Net Zero [55]경로를 충족하기 위해 크게 증가해야 한다.

동작중

세계 최초의 상업용 부유식 해상 풍력발전기 하이윈드 스코틀랜드는 [40]2017년에 취역했다.각각 6MW의 5개의 Siemens 터빈을 사용하며, 용량은 30MW이며, Peterhead에서 29km 떨어진 곳에 위치하고 있습니다.이 프로젝트에는 1MWh 리튬 이온 배터리 시스템(배트윈드)[6]도 포함되어 있습니다.

포르투갈 비아나 도 카스텔로 해안에서 20km 떨어진 곳에 위치한 윈드플로트 아틀란틱은 25MW의 용량을 갖추고 있으며 2020년 [56]7월부터 가동되고 있다.

48MW 킨카딘 해상 풍력발전소는 영국의 두 번째 상업용 부유식 해상 풍력발전기로 2021년 [42][57]8월 완공됐다.

풍력 발전 위치 용량.
(MW)		 터빈 커미셔닝 빌드
비용.		 모자.
팩을 클릭합니다. 		깊이
범위(m)		 까지의 km.
해안		 주인 메모들
하이윈드 스코틀랜드 30 Siemens SG 6MW x 5 2017 /kWh 50%[58][59] 25 등가(75%)
마스다르(25%)		 [60][6]
윈드플로트 대서양 25 베스타 8.4 x 3MW 2020 /kWh 34% 20 포르투갈[56]
킨카딘 50 베스타 9.5 x 5MW + 2 MW 2021년 10월 /kWh 60-80 15 스코틀랜드.윈드플로트[61][62]

공사중

에노바는 2022년부터 스노어와 걸팍스 유전의 기술 비용 절감과 전력 공급을 목적으로 2019년 [63]8월 에퀴노르에 NOK50억 88MW 콘크리트 부유식 풍력발전소(Hywind Tampen)를 발주했다.2021년에 [64][65]착공해 2022년에 [66]터빈을 조립했다.

제안.

2011년 일본은 후쿠시마 제1원자력발전소 참사로 [67][68]전력부족이 발생한 일본 동북부 후쿠시마 앞바다에 2메가와트급 터빈 6기를 갖춘 풍력발전소를 시범 건설할 계획이었다.2016년 평가 단계가 완료된 뒤 일본은 2020년까지 후쿠시마 [67]앞바다에 80기의 부유식 풍력 터빈을 건설할 계획이다.최초의 6기의 부유식 풍력 [69]터빈을 건설하는 데 드는 비용은 5년간 100억엔에서 200억엔 사이가 될 것으로 예상된다.2011년에는 일본이 [70]2020년까지 건설하기를 희망한 1GW급 대형 부유식 풍력 발전소의 입찰도 일부 외국 기업이 계획했었다.2012년 3월, 일본 경제산업성은 2013년 3월에 2MW급 후지선을 띄우는 125억엔(1억5천400만달러) 프로젝트를 승인했고, 이후 수심 100~150m에 약 20~40km 떨어진 해상에서 7MW급 미쓰비시 유압 "Sea Angel" 2대를 띄우는 것을 승인했다.일본풍력협회는 [71]519GW의 일본 부유식 해상풍력 가능성을 주장하고 있다.후쿠시마발 4기둥 원칙은 2020년에 타당성을 인정받아, 부유기반을 [72]양산하기 위한 컨소시엄을 결성했다.2018년, NEDO는,[73] 국내의 부유식 및 고정 바닥식 해상 풍력 프로젝트의 개발을 지원하기 위한 2개의 입찰 개시를 발표했다.

미국 메인주는 2010년 9월에 부유식 풍력발전소를 건설하기 위한 제안을 요청했다.제안 요청은 메인만에서 20년 장기 계약 기간 동안 전력을 공급하기 위해 25 MW의 심해 연안 풍력 용량에 대한 제안을 모색하고 있었다.제안서는 2011년 [74][75]5월까지 제출해야 했다.2012년 4월 Statoil은 메인 [76]해안에 대규모 4개 유닛 시연 풍력 발전소를 건설하는 주 규제 승인을 받았습니다.2013년 4월 현재, Hywind 2 4 타워, 12-15 MW 풍력 발전소는 대서양 깊이의 140-158m(159-518ft) 깊이의 수심 20km(12mi)에 메인주 동부 해안에서 배치하기 위해 북미 스태토일사가 개발하고 있다.노르웨이 앞바다의 첫 번째 하이윈드 시설과 마찬가지로 터빈 기초는 스파 플로터가 [77]될 것이다.메인 주 공공사업위원회는 평균 소매 전기 소비자에게 월 약 75센트를 추가함으로써 건설 승인 및 1억 2천만 달러 프로젝트 자금 지원을 의결했습니다.전력은 빠르면 [78]2016년까지 그리드로 유입될 수 있습니다.Statoil은 2013년 메인[79] 주 법안의 결과로 2013년 7월에 계획된 Hywind Maine 부유식 풍력 터빈 개발 프로젝트를 보류했습니다.법률은 메인 공공 사업 위원회가 다른 일련의 지상 규칙을 가지고 해상 풍력 사이트에 대한 2차 입찰에 착수할 것을 요구했고, 이는 이후 프로젝트의 불확실성과 위험의 증가로 인해 Statoil을 중단시켰다.Statoil은 초기 미국 시연 [80]프로젝트를 위해 다른 장소를 고려했습니다.메인주에서 제안된 프로젝트에 입찰할 수 있었던 일부 벤더는 2010년에 미국의 규제 환경에 대한 대처에 대해 우려를 표명했습니다.제안된 부지가 연방 수역에 있기 때문에 개발자는 "케이프 코드 앞바다에서 아직 건설되지 않은 얕은 물 풍력 프로젝트를 승인하는 데 7년 이상이 걸렸다"(케이프 윈드)는 미국 광물 관리국의 허가를 받아야 한다."미국의 규제 장벽에 대한 불확실성은 심해에 [75]대한 메인주의 야망에 대한 '아킬레스건'입니다."Statoil은 2013년 법률 [81][82][83]개정을 이유로 메인주 부스베이 하버 인근 수심 140m에 떠 있는 4개의 3MW 터빈 1억2000만달러 프로젝트에서 손을 뗐고, 대신 평균 풍속이 10m/[84][85][86]s이고 수심이 1억m인 스코틀랜드에 있는 5개의 6MW 터빈에 초점을 맞췄다.

2016년 6월, 미국 에너지부가 해양풍 첨단기술 [87]시연 프로그램에 참여하기 위해 DeepCwind Consortium이 설계한 메인주의 뉴잉글랜드 아쿠아 벤투스 I 부유식 해상풍 시연 프로젝트가 선정되었습니다.2021년 8월, 이 프로젝트는 미국 이외의 [88]바지선을 사용할 수 있는 승인을 받았습니다.

2022년 1월, 스코틀랜드의 토지 및 재산 관리를 담당하는 스코틀랜드 정부의 공기업인 크라운 에스테이트 스코틀랜드는 부유식 풍력 발전용 10개 임대 중 14.5GW와 고정 기반 10GW를 수여했다.응모자는 74명,[89] 당첨자는 17명이었다.2022년 4월까지 17명의 임대차 소유자가 모두 계약을 [90]마쳤으며 스코틀랜드 정부에 7억 파운드를 지불해야 한다.지금까지 부유식 풍력은 비용이 많이 드는 것으로 여겨져 왔지만, 업계 논평가들은 ScotWind라는 프로그램을 상업적인 [91]돌파구로 묘사했다.

조사.

스케일 모델링과 컴퓨터 모델링은 비용이 많이 드는 고장을 방지하고 해상 풍력 발전의 사용을 고정 기반에서 부유 기반까지 확대하기 위해 대규모 풍력 터빈의 동작을 예측하려고 시도한다.이 분야의 조사 주제는 다음과 같습니다.

컴퓨터 모델

  • 부유식 해상 풍력[92] 터빈에 대한 통합 동적 계산 개요
  • 완전[34] 결합 공기-서보 탄성 반응, 새로운 설계를 검증하기 위한 기초 연구 도구

스케일 모델

개선된 설계

  • 유압 시스템을 포함한 변속 장치 변경으로 자본 및 유지 관리 비용 절감 가능
  • 무게중심을 낮추고 계류 안정성을 향상시키며 반잠수식 설계를 포함한 대체 플로팅 플랫폼 설계.[96]

기타 응용 프로그램

플로팅 풍력 터빈 유닛은 견인용으로 적합하기 때문에 별도의 비용 없이 바다 위 어느 곳으로나 이전할 수 있습니다.따라서 예비 현장의 설계 적정성과 풍력 잠재력을 실질적으로 평가하기 위한 시제품 테스트 유닛으로 사용할 수 있다.

발전된 풍력을 인근 육지로 전달하는 것이 경제적이지 않은 경우, 이 전력을 가스 응용에 사용하여 인근 소비 [97]센터로 쉽게 운반할 수 있는 부유식 플랫폼에서 수소 가스, 암모니아/요소, 역삼투수 담수화, 천연 가스, LPG, 알킬산염/휘발유 등을 생산할 수 있다.

부유식 풍력 터빈은 열대 및 온대 [98]기후 지역의 어업 성장을 촉진하기 위해 영양소가 풍부한 해양 심층수를 지표로 인위적으로 상승시키는 원동력을 제공할 수 있다.깊은 바닷물(수심 50m 이하)에는 질소와 인 등의 영양소가 풍부하지만 식물성 플랑크톤은 햇빛이 없어 성장이 저조하다.생산성이 가장 높은 해양어장은 열전선의 역수온으로 인해 깊은 바닷물이 자연적으로 상승하는 고위도의 냉수해에 위치해 있다.부유식 풍력 터빈에 의해 생성된 전기는 바다로 방출되기 전에 50m 이하의 수심으로부터 냉수를 끌어와 따뜻한 지표수와 혼합하기 위해 고류 및 저수두 워터 펌프를 구동하는 데 사용된다.지중해, 흑해, 카스피해, 홍해, 페르시아만, 깊은 물 호수/저수지는 어획량을 경제적으로 향상시키는 인공 상승에 적합하다.또한 이러한 장치는 연중 계절적 호풍을 이용할 수 있는 이동식 유형일 수 있다.

플로팅 디자인 컨셉

에올링크

부유식 풍력 터빈 단일점 계류 Eolink

Eolink 부유식 풍력 터빈은 단일 지점 계류 시스템 기술입니다.플로자네에 본사를 둔 이 프랑스 회사는 4개의 돛대 피라미드 구조의 반잠수식 부유 선체다.이 구조물은 2개의 상풍 돛대와 2개의 하풍 돛대로 터빈을 지지합니다.블레이드에 더 많은 틈새를 주고 응력을 분산시킵니다.대부분의 부유식 풍력 터빈과 달리, 터빈은 바람을 향해서 계류 지점을 중심으로 회전합니다.피벗 지점은 터빈과 해저 사이의 기계적, 전기적 연결을 보장합니다.Eolink 그리드는 2018년 [99]4월에 첫 1/10 규모 시연기를 연결했습니다.

딥윈드

Risö DTU National Laboratory for Sustainable Energy와 11개 국제 파트너들은 최대 20MW의 경제적인 부유식 수직 축 풍력 터빈을 만들고 테스트하기 위해 2010년 10월에 DeepWind라는 4개년 프로그램을 시작했습니다. 이 프로그램은 EU 7번째 프레임워크 [100][101]프로그램을 통해 300만 유로로 지원됩니다.파트너로는 TUDelft, Aalborg University, SINTEF, Equinor 및 미국 국립 재생 에너지 [102]연구소가 있습니다.

플로오션

Flowocean은 스웨덴 베스테로스 시에 본사를 둔 자체 해상 풍력발전 기술을 보유한 기술 기업입니다.FLOW는 하나의 플로팅 플랫폼에 두 개의 풍력 터빈 발전기가 있는 반잠수식 플로팅 해상 풍력 터빈 기술입니다.풍력 터빈이 항상 바람을 향하도록 구조 날씨는 수동적으로 사라진다.Flow 기술은 TLP(Tension Leg Platform)와 Semi-Submersible의 조합으로 Flow 유닛에 두 가지 원리의 장점을 제공하고 유닛을 견고하고 가볍게 만들 수 있습니다.

플로오션은 부유식 해상 풍력 발전의 비용 효율화를 목표로 부유식 해상 풍력 발전소의 특허 디자인을 개발했다.플로우는 플로터, 부표 및 계류 시스템의 3가지 시스템 집합체로 간주할 수 있습니다.플로터는 모두 회전하는 구조입니다.부표는 터렛 타입으로 해저에 계류되어 있으며 플로터가 자유롭게 회전할 수 있는 베어링이 포함되어 있습니다.계류 시스템은 부표를 해저에 고정하는 구성 요소 세트입니다. 즉, 계류 라인/로프/체인, 체인 스토퍼 및 앵커입니다.FLOW 유닛은 모든 서브시스템이 충분히 검증된 상태에서 고도로 표준화되어 있습니다.어레이 간 풍력 발전 케이블 및 계류 시스템은 장치 간에 공유됩니다.

GICON

GICON-TLP는 GICON GmbH가 [103]개발한 텐션 레그 플랫폼(TLP)에 기반한 플로팅 서브구조 시스템입니다.이 시스템은 수심 45미터에서 350미터까지 전개할 수 있다.부력체 4개, 구조 베이스용 수평 파이프, 수로를 통과하는 수직 파이프, 트랜지션 피스와의 연결을 위한 각진 말뚝 등 6개의 주요 부품으로 구성되어 있습니다.캐스트 노드는 모든 컴포넌트를 연결하는 데 사용됩니다.TLP는 6-10 MW 범위의 해상 풍력 터빈을 장착할 수 있다.

GICON-TLP는 콘크리트로 구성된 부력식 중력 기반 앵커와 함께 4개의 사전 텐션 계류 로프를 통해 해저에 고정됩니다.정착을 위해 말뚝 박기 또는 드릴이 필요하지 않습니다.모든 로프는 정사각형 기반 시스템의 모서리에 연결되어 있습니다.6MW 풍력 터빈의 TLP는 현재 GICON 그룹과 주요 파트너인 Rosock 대학의 풍력 에너지 기술 기부 의자(LWET)가 강철 [104]부품과 함께 조립된 강철 콘크리트 복합 부품을 사용하여 개발 중입니다.TLP 설계의 주요 초점은 모듈화와 건설 선박을 [105][106]사용하지 않고 설치 현장 근처에 있는 모든 드라이 도크에서 조립할 수 있는 가능성에 있습니다.연안 위치에 도달하면 TLP와 앵커 조인트가 분리되고 밸러스트수를 이용해 중력 앵커가 내려갑니다.닻이 바닥에 닿으면 모래로 채워진다.이 시스템의 독특한 특징 중 하나는 운송 중뿐만 아니라 작동 중에도 충분한 부동 안정성입니다.

2017년 10월, GICON®-TLP 포함 풍력 [107]터빈의 1:50 모델을 사용하는 프랑스 ECN(Ecole Centrale de Nantes)의 모델 테스트 시설에서 모델 테스트가 실시되었습니다.이 테스트에서 테크놀로지 적성 레벨 5에 도달했습니다.

이데올

Ideol 기술 기반 3.2 MW NEDO 프로젝트(일본)를 위해 Ideol이 설계한 강철 부유식 하부구조로, 풍력발전기 설치 전 드라이 도크에 완전히 코팅됨
프랑스 앞바다에 설치된 이데올의 2MW 부유식 풍력 터빈

이데올의 엔지니어들은 기초 최적화 + 풍력 터빈 안정성을 위해 사용되는 중앙 개방 시스템(댐핑 풀)을 기반으로 링 모양의 플로팅 파운데이션을 개발해 특허를 취득했다.따라서 이 중앙 개구부에 포함된 슬로싱수는 팽창에 의한 플로터 진동에 대항한다.기초 고정 계류선은 단순히 해저에 부착되어 어셈블리를 제자리에 고정합니다.이 플로팅 기초는 수정 없이 모든 풍력 터빈과 호환되며 치수를 줄였다(2~8MW 풍력 터빈의 경우 측면당 36~55m).콘크리트 또는 강철로 제조할 수 있는 이 부유식 기초는 현장 근처에서 국지적으로 건설할 수 있습니다.

Ideol은 Ideol의 기술을 기반으로 한 부유식 풍력 터빈 시연 프로젝트인 FLOATGEN 프로젝트를 [108]주도하고 있으며, Ecole Centrale de Nantes(SEM-REV)의 연안 실험장에서 Le Croisic 해안에서 운영하고 있습니다.프랑스 최초의 해상 풍력 터빈인 이 프로젝트는 2018년 4월 완공됐으며 2018년 8월 현장에 설치됐다.2020년 2월 한 달 동안 95%, 66%[109]의 가용성이 있었습니다.

2018년 8월에는 일본 대기업 히타치조센이 기타큐슈항에서 동쪽으로 15km 떨어진 곳에 에어로딘 Energysysteme GmbH 3.2MW 2블레이드 풍력 터빈을 탑재한 두 번째 시연기 히비키가 설치됐다.이데올은 [110]이 강철 선체의 디자인을 일본 도크에서 개발했다.

프랑스 정부는 2017년 8월 프랑스 신재생에너지 개발업체 쿼드란이 이끄는 컨소시엄 얼메드를 이데올, 부이그 트라보 퍼블리셔, 센비옹과 함께 그루이산(랑구랑구용) 해안가 15km 앞바다에 25MW 규모의 지중해 부유식 풍력발전소를 개발 및 건설할 컨소시엄으로 선정했다.2020년에 [111]임관하다

노티카 풍력

Nautica Windpower는 심층수 현장의 시스템 무게, 복잡성 및 비용을 잠재적으로 줄이기 위한 기술을 제안했습니다.오픈워터에서의 스케일 모델 테스트는 에리 호수에서(2007년 9월) 실시되었으며, 구조 역학 모델링은 2010년에 대규모 설계에 [112]대해 실시되었다.Nautica Windpower의 AFT(Advanced Floating Turvine)는 단일 계류 라인과 굴곡 내성이 있고 능동 요 시스템 없이 바람에 따라 정렬되는 풍향 2블레이드 로터 구성을 사용합니다.블레이드의 유연성을 수용할 수 있는 2블레이드 순풍 터빈 설계는 잠재적으로 블레이드의 수명을 연장하고 구조 시스템의 부하를 줄이며 해상 유지보수의 필요성을 줄여 라이프 사이클 [113]비용을 절감합니다.

바다의 소용돌이

SeaTwirl은 플로팅 수직 축 풍력 터빈(VAWT)을 개발합니다.플라이휠에 에너지를 저장하는 설계로 [114]바람이 멈춘 후에도 에너지를 생산할 수 있었다.플로터는 SPAR 솔루션을 기반으로 터빈과 함께 회전합니다.이 개념은 허브 영역에서 베어링뿐만 아니라 움직이는 부품에 대한 필요성을 제한합니다.SeaTwirl은 스웨덴 예테보리에 본사를 두고 있으며 유럽 성장 시장 First North에 등록되어 있습니다.SeaTwirl은 2011년 8월 스웨덴 연안에 최초의 플로팅 그리드 연결 풍력 터빈을 배치했습니다.그것은 시험되고 [115]해체되었다.2015년 SeaTwirl은 스웨덴 군도에서 리세킬의 그리드에 연결된 30kW 시제품을 출시했습니다.2020년에는 1MW 크기의 터빈으로 컨셉을 확장하는 것을 목표로 했다.이 개념은 10MW를 훨씬 넘는 크기로 확장 가능합니다.

Seawind Ocean Technology

Seawind의 통합 터빈, 타워 및 하부 구조.

블루H테크놀로지의 창업자인 마틴 자쿠보스키와 실베스트로 카루소가 설립한 시윈드 오션테크놀로지 B.V.는 2007년 [8][116][117]세계 최초로 설치된 플로팅 풍력 터빈인 블루H테크놀로지가 개발한 2블레이드 플로팅 터빈 기술에 대한 특허권을 취득했다.독창적인 연구나 개발 사업에 NASA, 해밀턴 표준(이제 유나이티드 테크놀러지 Corporation/Raytheon 기술), 에넬, Aeritalia에 의해 설립된, 통합 재단과의 Seawind의 근해 풍력 터빈 150MW– 감마 60풍력 터빈에서 입증되고 12월로 2019년 D형 노르웨이 선급 협회. GL인증을 달성했다 특허가 되어졌다.[116][117][118]

Seawind Ocean Technology는 네덜란드에 본사를 둔 기술 개발 회사이자 OEM으로, 극한의 바람 [116]조건이 있는 심해에서 설치하기에 적합한 2블레이드 부유식 풍력 터빈(6.2MW 및 12.2MW)을 개발하고 있습니다.Seawind의 기술은 Gliden Doman의 유연한 2블레이드 터빈 시스템 설계에서 비롯되었으며,[119] 이는 자연의 힘에 저항하기 보다는 자연의 힘에 부합합니다.

Seawind Ocean Technology는 전 세계 탈탄소를 [117]지원하기 위해 크고 작은 설비의 요구를 충족하는 해상 풍력 에너지 솔루션을 개발하고 있습니다.높은 터빈 회전 속도를 지원하는 Seewind의 강력한 설계 단순성은 비틀림 허브 [116][117]기술로 인해 낮은 토크, 낮은 피로, 가벼운 드라이브 트레인 및 더 긴 수명을 실현합니다.

Seawind Ocean Technology의 비틀림 허브 기술은 모든 블레이드 피치 제어 메커니즘을 [116][117]제거하는 요 전원 제어 시스템과 연계하여 작동합니다.

시윈드의 이전 풍력 터빈에는 세계 최초의 비틀림 경첩이 있는 가변 속도 풍력 터빈인 감마 60 풍력 터빈과 20년 [117][120][121][122]이상 세계 풍력 터빈 출력 기록을 보유한 WTS-4가 포함됩니다.

볼투르누스

볼턴미국의 설계에서는, 콘크리트제의 반잠수성 플로팅 선체와 복합 재료 타워를 채용하고 있어 자본 비용과 운용 및 유지보수 비용을 삭감해, 현지 제조를 가능하게 하고 있습니다.

VolturnUS는 북미 최초의 부유식 그리드 연결 풍력 터빈입니다.2013년 5월 31일 메인 대학교 고급 구조 복합물 센터와 [123][124]그 파트너에 의해 메인 주에 있는 페노브스코트 강으로 강하되었다.배치 중에, 이 엔진은 미국 해상 풍력 터빈 건설 및 분류 가이드(ABS)에 규정된 설계 환경 조건을 대표하는 수많은 폭풍 사건을 경험했다.[125]

볼턴미국의 부유식 콘크리트 선체 기술은 수심이 45m 이상인 풍력 터빈을 지원할 수 있다.미국과 전 세계로부터 12개의 독립적인 비용 견적을 받아 기존 부동 시스템에 비해 비용을 크게 절감할 수 있는 것으로 나타났습니다.설계도 서드파티 엔지니어링의 완전한 [126]리뷰를 받았습니다.

2016년 6월, UMaine이 주도하는 뉴잉글랜드 Aqua Ventus I 프로젝트는 미국 에너지부(DOE) 해상 풍력 첨단 기술 시연 프로그램에서 최상위 등급을 받았습니다.이는 Aqua Ventus 프로젝트가 이정표를 계속 충족하는 한 DOE로부터 3,990만 달러의 건설 자금을 지원받을 수 있다는 것을 의미합니다.

윈드플로트

외부 비디오
video icon WindFloat에 대한 비디오입니다.
Wind Float 시스템 다이어그램입니다.

WindFloat는 Principle Power가 설계하고 특허를 취득한 해상 풍력 터빈용 플로팅 기반입니다.본격 시제품은 2011년 EDP, Repsol, Principle Power, A의 합작사인 Windplus에 의해 제작되었습니다.실바 마토스, 이노브 캐피탈, FAI.[127]전체 시스템은 터빈을 포함한 육지에 조립되어 시운전되었습니다.그 후 전체 구조물은 400km(250mi) (포르투갈 남부에서 북부)에서 포르투갈 아구사두라 앞바다 5km(3.1mi)에 걸쳐 최종 설치 장소(이전의 아구사두라 파도 농장)까지 습윤 처리되었다.윈드플로트에는 Vestas v80 2.0 메가와트[128] 터빈이 장착되었으며 2011년 10월 22일 설치가 완료되었다.1년 후, 터빈은 3 [129]GWh를 생산했습니다.이 프로젝트의 비용은 약 2000만유로(약 2600만달러)입니다.이 단일 풍력 터빈은 1300가구에 [130]전력을 공급할 수 있는 에너지를 생산할 수 있다.2016년까지 작동했고 폭풍우에도 손상되지 않고 [131]버텼다.

Principle Power는 2013년 오리건주 쿠스베이 인근 수심 366m의 6MW 지멘스 터빈을 이용한 30MW 윈드플로트 프로젝트를 [132]2017년에 가동할 예정이었으나 이후 사업이 [133]취소됐다.

해저 금속 구조는 풍력 터빈이 세 기둥 중 하나에 위치한 3기둥 삼각 플랫폼을 이용하여 파도와 터빈 유도[134] 운동을 감쇠시킴으로써 여전히 얕은 [127]드래프트를 유지하면서도 동적 안정성을 향상시키는 것으로 보고되었다.그런 다음 삼각 플랫폼은 4개의 라인으로 구성된 기존 현수 계류장을 사용하여 "계류"되고, 이 중 2개는 터빈을 지지하는 기둥에 연결되어 "비대칭 계류"[135]를 생성합니다.바람이 방향을 바꾸고 터빈과 기초의 하중을 변화시키면 2차 선체 트림 시스템이 밸러스트 물을 3개의 [136]기둥 사이에서 각각 이동시킨다.이를 통해 플랫폼은 최대한의 에너지를 생산하면서 균일한 용골을 유지할 수 있습니다.이는 터빈 스러스트 유도 전도 [citation needed]모멘트의 변화를 보상하기 위해 터빈의 전원을 차단하는 제어 전략을 구현한 다른 부동 개념과는 대조적입니다.이 기술을 통해 이전에는 접근이 불가능한 것으로 간주되었던 연안 지역, 수심이 40m를 초과하고 일반적으로 얕은 연안 풍력 발전소에서 [137]접하는 것보다 더 강력한 풍력 자원이 있는 지역에 풍력 터빈을 배치할 수 있다.

25MW WindFloat 프로젝트는 2016년 12월에 정부의 허가를 받았으며, EU는 4천800만 유로의 전송 케이블을 지원했습니다.1억 유로의 프로젝트는 2017년까지, [138]2019년까지 운영될 예정입니다.8 MW 베스타스 터빈을 갖춘 3개의 구조물이 [131]2019년에 바다로 견인되었다.

스코틀랜드 인근에 2MW 베스타스 터빈이 설치된 윈드플로트는 2018년 말부터 전력을 [139]공급하기 시작했습니다.

2020년 1월, WindFloat의 3개의 8.4 메가와트 MHI 베스타스 터빈 중 첫 번째 터빈이 가동되었습니다.수심 약 100미터의 [140]해저에 고정된 케이블을 통해 육지에서 12마일 떨어진 변전소로 전력이 전달됩니다.

다른이들

2010년 [141][142][143]빈데비 해상 풍력 발전소에 수상 파도와 풍력이 결합된 발전소가 설치되었다.

국제에너지기구(IEA)는 연안코드비교협력(OC3) 이니셔티브의 후원으로 2010년 깊이 320m 깊이의 부유식 스파 부이에 5MW 풍력터빈인 OC-3 바람 시스템의 고급 설계 및 시뮬레이션 모델링을 완료했다.스파 부표 플랫폼은 표면 아래 120m까지 확장되며 밸러스트를 포함한 시스템의 질량은 740만 [144]kg을 초과할 것이다.

VertiWind는 Nenuphar가[145][full citation needed] 개발한 부유식 수직축 풍력 터빈 설계로, 계류 시스템과 플로터는 Technip이 [146][full citation needed][non-primary source needed][147]설계합니다.

오픈 소스 프로젝트는 2015년 전 Siemens 이사 Henrik Stiesdal에 의해 DNV GL에 의해 평가되도록 제안되었습니다.시트 [148][149][150]벽에 고정된 교체 가능한 가압 탱크가 있는 텐션 레그 플랫폼을 사용할 것을 제안한다.셸과 Tepco는 이 프로젝트의 파트너로, 3.6 MW의 지멘스 [25]터빈을 사용하여, 수심 200m의 65m의 드래프트로 2021년 12월[153] 그레나에서 제작되어[151][152] 노르웨이에서 취역했다.

Tugdock Limited는 Conwall and Islands of Scilly development agency Marine-i의 지원을 받아 부유식 해상 풍력 [154]터빈의 구축과 발사를 지원하도록 설계된 Tugdock 플랫폼을 지원하고 있습니다.

PivotBuoy는 카나리아 [155]제도의 오세아닉 플랫폼에 225kW 풍향 터빈을 설치하기 위해 2019년에 400만 유로의 EU 자금을 지원받았다.

「 」를 참조해 주세요.

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외부 링크

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