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美國桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）2018 年時曾發表進行 5 年、耗資 410 萬美元的研究，發現直式風機可能應用於浮式基礎離岸風能時，有潛力能節省成本，原因在於浮式基礎的特性，若是有重物在越高處，浮式基礎就要增加越多配重與之平衡，結果需要更多浮力支撐，整體結構將變得更大，成本也就如滾雪球般暴增。很不幸的是，主流扇葉型風機的重量，都集中在機艙與扇葉，也就是塔頂，且隨著風機規模增大，塔身還越來越高。
相對而言，直式風機的特性是，機組等較重的配置都在底座附近，這讓直式風機搭配浮式基礎時有天然的穩定性，浮式基礎的規模與成本也可望大幅下降。雖然直式風機本身的經濟效益比主流扇葉式風機差，但離岸風機的成本主要在於基礎，所以基礎成本下降更多，讓直式風機比主流扇葉式風機有經濟價值。
另一方面，直式風機可輕鬆應對不同高度的風向轉變，風向怎麼轉都可發電，但扇葉式風機得盡量面對風向較麻煩。此外，主流扇葉式風機若是太靠近，會產生尾流效應（wake effect）導致發電效果較低，為了避免此狀況，以奇異（GE）12 百萬瓦（megawatt）風機而言，扇葉直徑達 220 公尺，若要避免尾流效應，得要分開 1.5 公里遠，這將使纜線成本大增。相對的，直式風機的特性，兩座相鄰時還可提升發電效率，直式風機尾流效應不同的特性，分布可較密集，甚至可能安裝在較狹小的水域。
當主流扇葉式風機越高大，對浮式基礎越不利的同時，直式風機卻沒有這個問題，可擴大規模提升發電效率，因此在陸上的不利局面獲得平衡。桑迪亞國家實驗室認為，直式風機應用在浮式基礎離岸風能，可望將均化成本降到每度電 0.11 美元，也就是約新台幣 3.45 元。
呼應桑迪亞國家實驗室的研究發現，瑞典新創風能公司 SeaTwirl 積極投入直式風機的離岸應用，於 2019 年 5 月取得中國申請專利通過，2019 年 4 月時，宣布取得離岸物流公司 NorSea 及比利時通路集團 Colruyt Group 支持，將進行預算 7,000 萬瑞典克朗的測試計畫，興建一座 1 百萬瓦發電容量的浮式基礎離岸直式風機原型機，計劃在 2020 年興建完成，地點預定在挪威。
不過，產業界對直式風機仍抱持懷疑，因為過去直式風機表現總不如主流的扇葉式風機，因此也從未採納為大規模計畫的風機技術，缺乏規模化應用經驗，讓直式風機規模化的風險增加，也不易找到融資方。產業界預期直式風機可能要花上數十年，以及數十億美元的經費，才能達到一座風機 12~15 百萬瓦等級。另一方面，主流的扇葉式風機現在就已挑戰這個等級，且產業界營運經驗豐富，在量產與規模化之下越來越有經濟效益，直式風機恐怕還是很難追趕上扇葉式風機領先的落差。
Floating Offshore Wind Holds Promise for Vertical-Axis Turbines
（首圖來源：SeaTwirl）
科技新知
直式風機一線生機，瑞典廠商押注浮式基礎離岸風能發展
- 發佈日期:2019/5/24
- 資料來源：科技新報
- 點閱次數：781次
發布日期 2019 年 05 月 22 日 8:00 | 作者 藍 弋丰 |
美國桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）2018 年時曾發表進行 5 年、耗資 410 萬美元的研究，發現直式風機可能應用於浮式基礎離岸風能時，有潛力能節省成本，原因在於浮式基礎的特性，若是有重物在越高處，浮式基礎就要增加越多配重與之平衡，結果需要更多浮力支撐，整體結構將變得更大，成本也就如滾雪球般暴增。很不幸的是，主流扇葉型風機的重量，都集中在機艙與扇葉，也就是塔頂，且隨著風機規模增大，塔身還越來越高。
相對而言，直式風機的特性是，機組等較重的配置都在底座附近，這讓直式風機搭配浮式基礎時有天然的穩定性，浮式基礎的規模與成本也可望大幅下降。雖然直式風機本身的經濟效益比主流扇葉式風機差，但離岸風機的成本主要在於基礎，所以基礎成本下降更多，讓直式風機比主流扇葉式風機有經濟價值。
另一方面，直式風機可輕鬆應對不同高度的風向轉變，風向怎麼轉都可發電，但扇葉式風機得盡量面對風向較麻煩。此外，主流扇葉式風機若是太靠近，會產生尾流效應（wake effect）導致發電效果較低，為了避免此狀況，以奇異（GE）12 百萬瓦（megawatt）風機而言，扇葉直徑達 220 公尺，若要避免尾流效應，得要分開 1.5 公里遠，這將使纜線成本大增。相對的，直式風機的特性，兩座相鄰時還可提升發電效率，直式風機尾流效應不同的特性，分布可較密集，甚至可能安裝在較狹小的水域。
當主流扇葉式風機越高大，對浮式基礎越不利的同時，直式風機卻沒有這個問題，可擴大規模提升發電效率，因此在陸上的不利局面獲得平衡。桑迪亞國家實驗室認為，直式風機應用在浮式基礎離岸風能，可望將均化成本降到每度電 0.11 美元，也就是約新台幣 3.45 元。
呼應桑迪亞國家實驗室的研究發現，瑞典新創風能公司 SeaTwirl 積極投入直式風機的離岸應用，於 2019 年 5 月取得中國申請專利通過，2019 年 4 月時，宣布取得離岸物流公司 NorSea 及比利時通路集團 Colruyt Group 支持，將進行預算 7,000 萬瑞典克朗的測試計畫，興建一座 1 百萬瓦發電容量的浮式基礎離岸直式風機原型機，計劃在 2020 年興建完成，地點預定在挪威。
不過，產業界對直式風機仍抱持懷疑，因為過去直式風機表現總不如主流的扇葉式風機，因此也從未採納為大規模計畫的風機技術，缺乏規模化應用經驗，讓直式風機規模化的風險增加，也不易找到融資方。產業界預期直式風機可能要花上數十年，以及數十億美元的經費，才能達到一座風機 12~15 百萬瓦等級。另一方面，主流的扇葉式風機現在就已挑戰這個等級，且產業界營運經驗豐富，在量產與規模化之下越來越有經濟效益，直式風機恐怕還是很難追趕上扇葉式風機領先的落差。
Floating Offshore Wind Holds Promise for Vertical-Axis Turbines
（首圖來源：SeaTwirl）
