海上风力涡轮机面临储存难题

2022年06月16日 14时 海洋能源与工程资讯平台

有些问题直到现在都还没找到解决方案。比如,在一个只能储存400个风力涡轮机叶片的地方要存储500个叶片(除非你不存储其他关键零部件)。为了了解更多情况,Elaine Maslin前往西门子歌美飒公司(Siemens Gamesa) 位于英国Hull的叶片制造工厂。

随着海上风电行业快速发展,对于那些涉及该行业的港口而言,存储空间构成的挑战变得迫在眉睫。西门子歌美飒可再生能源公司(Siemens Gamesa Renewable Energy)在其位于英格兰东海岸Hull的叶片制造厂已经面临这一问题。2016年开业的这家工厂已经面临产能满足不了需求的局面,不得不扩大产能。但随着项目在2024年增加,工厂将面临存储空间不足的问题。

该工厂是英国最大的叶片制造厂,为诸如Hornsea 2号这类的大型项目生产叶片。Hornsea 2号项目将于今年投入运营,届时将超越Hornsea 1 号,成为全球最大的海上风电场。

苏格兰海域Neart na Gaoithe海上风电场(装机容量450 兆瓦、配备54 台涡轮机)以及德国海域的Kaskasi 风电场(配备38台涡轮机)、比利时的SeaMade风电场以及台湾装机容量为900 兆瓦的大彰化风电场的叶片都是由这家工厂生产的。
 


叶片存储的挑战
自从投产以来,该制造基地已生产了1,700个叶片,这对亚历山德拉码头的处理和存储能力而言都是不小的挑战。西门子歌美飒可再生能源公司的物流协调员 Simon Muirhead表示,如果不存放别的物品(如舱体和塔段),那么该码头只可以储存240个叶片。

在为Hornsea 2项目供货期间,该码头的储存空间处于完全饱和的状态。为了组装、储存180个叶片、24个舱体和100米高的涡轮机塔,又使用了近4公里外的乔治国王码头作为存储点,这样做本身也增加了物流的压力。

但现在,西门子歌美飒斥资1.86亿英镑在处新建了一个制造大厅,并扩建了现有大厅,增加的建筑面积超过41,000平方米(生产总面积相比于之前增加了一倍以上)。本次扩建不仅能够提升产能,还将使2023年以后的生产长度达108米的叶片成为可能。但是,扩建也会大量占用本已紧张的存储空间。随着产量将在2024年增加,预计将需要存储500个叶片,这样看将是困难重重。

跟上需求
西门子歌美飒可再生能源公司赫尔港港口经理John Shaw表示:“我们必须筹划好未来12个月到5年后的计划,但行业正在发生日新月异的变化。由于变化过于迅速,大家都担心过早作出投资决策。但是,如果缺失投资,我们将很难找到叶片的存储空间。”

108米叶片浮出水面
Muirhead表示,自投产以来,赫尔基地的生产热火朝天。刚开始这里生产75米长的叶片,现在生产81米长的叶片,即将又要生产108米长的叶片,不久的将来还可能生产115米长的叶片。行业发展迅速,很难跟上节奏。

Rotra Mare号和Rotra Vente号这两艘船于2016年改装,用于运输叶片。为了跟上行业的发展速度,最近这两艘船再次改装,进行重新投入运营;而为了增加11米的长度,不得不将Rotra Mare号截成两段。

叶片的处理
西门子歌美飒可再生能源的港口和物流团队在港口面临的最大挑战之一是处理现场周围的叶片,因为很少有叶片是能够直接从制造车间运上船的,也就是说叶片需要先存储起来。当主储存站点没有空间时,就必须将叶片转移到乔治国王码头。这需要耗费大量的时间和精力。

Muirhead表示,运送一个叶片到现场大约需要7人工作一个半小时,包括运输系统控制人员在内的5人需要徒步,如果赶上寒冷、潮湿的冬夜,会比较痛苦。必须调整港口的道路设施,允许移动这些结构件。随着这些结构件越来越长,这项工作将变得更具挑战。这有点像俄罗斯方块,必须将叶片按顺序移动,摆放到正确的位置,最大限度利用存储空间,同时在需要的时候将需要的叶片放在正确的场景中,即将这些叶片运回4公里外的主储存站点。

“这如同匆匆过客,”Shaw表示,叶片在现场整齐摆放,全部装运发货后,现场又变得空空荡荡。“我们需要大面积开阔空间,同时地面具有良好的运送能力。”

叶片的堆放
该团队正与港口所有者ABP合作获得更多空间。但如果实现不了,则可能被迫考虑改变堆叠操作方法。但即使是将大量叶片穿过现场运输也不是一个理想的选择。Shaw表示:“起重机、人员这些都会增加风险和成本,我们会考虑将叶片运送到其他地方,但这同样也会增加成本。”

Shaw表示,他们还在研究叶片的数字跟踪功能,从而通过可视图形查看叶片的位置、移动的方向、移动的频率。“数据可以帮助我们提高效率,因此我们正在投资打造这一功能。”

这里人们工作通宵达旦。在我参观期间,EDF Renewables UK公司在苏格兰法夫附近的Neart na Gauithe风电场的叶片正在装货。这些叶片将发运到邓迪(Dundee)储存,之后再次装船运输到海上安装。货舱、甲板上可以分别装六个叶片,足够用于组装四台涡轮机。但装运时必须天气良好。

全球足迹
这是一个不断增长的市场。除了在赫尔扩大产能外,西门子歌美飒在其他地方也在扩大产能。与弗吉尼亚港务局就弗吉尼亚州朴茨茅斯海运码头签订了长期租约后,歌美飒计划在美国建造其首个海上风力涡轮机叶片生产基地。预计这将支持Dominion Energy的2.6 GW弗吉尼亚海域海上风电项目。

在欧洲,最近西门子歌美飒在Le Harve将全球首个舱体、叶片一体化生产设施投入运营。歌美飒另一个大型叶片制造工厂位于丹麦奥尔堡,而德国库克斯港也有一个舱体生产基地。

来源:海洋能源与工程资讯平台