離岸風機如何抵抗颱風與地震的摧殘?

發佈日期: 2019 年 08 月 14 日 14:30 | 作者: | 分類: 產業資訊

夏天為颱風季節,許多住家都會開始準備泡麵食糧,並留意氣象動態資訊準備迎接狂風暴雨,而在海上,迎著大風大浪的離岸風機需要做什麼準備?這些來自歐洲的風機真的能可以抵擋亞太地區特有的颱風與地震嗎?

在提到抗颱風機之前,可能要先提到風機葉片的使用材料、檢驗與實際使用狀況。

離岸風機得面對日夜不歇的波浪與海水侵蝕,得具備抗拉抗彎、低放熱、抗開裂等特性,使得風機葉片選材不易,需要足夠的強度、耐腐蝕、耐疲勞性能,也必須要夠輕,不然會出現「頭重腳輕」、容易傾斜情形,對此風機廠商主要採用環氧樹脂等樹脂材料當基材,再用玻璃纖維、或是強度更高的碳纖複合材來補強。

近年離岸風機也逐漸朝大容量發展,不斷有廠商推出單支容量達 10MW 以上的風機,預計到了 2025 年,風機中心高度預估可突破到 200 公尺,加上風機葉片後整體高度就會超越 300 公尺,未來將會有愈來愈多風機葉片採用碳纖維複合材料,以提高強度與韌性。

圖片來源:BNEF

與傳統的玻璃纖維材料相比,碳纖維的力學性能、耐蝕性更佳,可以在提高強度、減輕重量情況下,改善葉片的耐疲勞性以及風機輸出功率,也因為重量減輕的原因,能同時達到降低運輸和安裝成本的效果。

而在認證程序中,風機供應商首先要經過 GL 材料認證,之後則是風機系統商實驗室、系統性能與環境安全測試,最後再經過小規模與大規模生產測試後才能綠燈放行;國際的 ISO9001 品質管理系統認證、ISO14001 環境管理與 ISO45001職業安全衛生等認證也不可少,整體下來得花費多年的時間才能完成所有程序,更不用說有些廠商也會額外找第三方認證機構,進行另外的證書檢測,進一步提高競爭力。

其中颱風認證就是一例,畢竟台灣、日本位於環太平洋火山帶,擁有歐洲沒有的頻繁地震以及亞太地區特有的颱風,對此 MHI Vestas 就跟驗證公司 DNV GL 設計出 IEC-T 抗颱等級風機,訂定更嚴謹的標準。

為發展離岸風電,經濟部標檢局也在年 2017 年 1 月公布防離岸風機颱耐震標準,將抗颱耐震特殊要求納入 CNS 15176-1 國家標準,制定每十分鐘平均風速達 57 m/s(相當於 17 級風的強烈颱風)抗颱規範,隔年也新增耐震設計相關要求,風力機場址需要經過震源探勘、地震危害度分析、地質調查與地盤反應分析,強化風力機耐震能力。

事前準備很重要,臨場反應也是重點,除了把關風機的品質、耐力,廠商也會在風機上裝置各種感測器,當風太大,或是颱風來臨時,讓風機葉片不會傻傻地運轉,畢竟當風速超出極限,非常容易造成葉片受損。

通常離岸風機的使用壽命長達 25 年,這使得團隊得確保風機可以安然度過各種環境天災,雖然說離岸風機的身高比陸上風機還要巨大許多,龐大又笨重的機身並不怕被風吹走或吹斷,但能降低損害都是好事,能進一步減少維修成本。

(合作媒體:科技新報。首圖來源:pixabay

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