创新模式将海上风电成本降低 9%

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海上风力涡轮机面临的风速比陆上涡轮机更高，而且面临强劲的洋流，因此需要更坚固的设计，而且资本成本也高得多。虽然它们会因风力更强而产生更多能量，但这些增加的成本会导致更高的平准化能源成本 (LCOE)。
HIPERWIND项目开发了新的设计模拟模型，可将LCOE降低高达9％，从而使海上风力涡轮机的建设和运行更具成本效益和可靠性。
今年风电累计装机容量达到1TW，预计到2050年将增至10TW，在这个规模上，降低9%的成本已经是巨大的成就。
丹麦技术大学风能学院的项目协调员 Nikolay Dimitrov 表示：“HIPERWIND 通过了解如何处理风力涡轮机设计建模链中的不确定性，致力于大幅降低 LCOE。”
“我们研究了如何量化和识别各种不确定性，从环境条件到负载和风力涡轮机的可靠性。利用这些信息，我们专注于通过更好地了解模型性能和减少不确定性来减少材料的使用。这种方法有助于最大限度地减少材料使用并降低能源成本。这种方法证明了设计更高效系统的可行性。”
HIPERWIND 的核心是管理不确定性。不确定性意味着更高的安全裕度、增加组件材料、缩短维护周期以及增加风电场融资成本。因此，不确定性管理是降低成本和风险的驱动因素，从而提高生产可靠性，并最终提高海上风电的价值。
游戏规则改变者
EPRI欧洲分部的Clément Jacquet 表示：“HIPERWIND可能会改变整个格局。”
“我们实现了 LCOE 大幅降低，最高可达 9%——如果考虑到最乐观的情况，甚至可以实现 10%。在最不乐观的情况下，降幅仍为 5%。”
EPRI 评估了 HIPERWIND 技术对 LCOE 的影响，既需要整体方法，也需要对海上风电场成本进行详细分析。这项工作产生了一个新的、适应性强的框架，EPRI 将在未来的项目中使用该框架来提高陆上和海上风电场的经济效率。
该项目采用了一个真实案例研究，涉及项目合作伙伴 EDF 拥有的位于英格兰海岸的蒂赛德海上风电场。该风电场特有的数据和模型用于识别和量化涡轮塔和基础设计的不确定性。然后，该团队评估了如果重建风电场，改进的知识是否可以降低成本。
HIPERWIND 由此证明，在涡轮机建造过程中使用更少的材料可以降低前期成本（资本支出），而前期成本约占能源总成本的 30%。通过在能源价格较低的时期安排维护，可以进一步降低成本，从而提高成本节约和运营效率。
开发
利用测量数据和先进的基于物理和数据驱动的模型，这种不确定性管理和减少理念被应用于整个海上风力涡轮机设计建模链乃至更远的范围。
法国石油公司新能源公司 (IFPEN) 也已在应用 HIPERWIND 的结果，通过准确量化风力涡轮机疲劳载荷来改进链式建模。
IFPEN 的 Martin Guiton 解释道：“该项目已经开发出一些重要的可靠性设计程序，这些程序已经为市场做好了准备，因此超越了研究领域。考虑到不确定性，我们将风力涡轮机结构的质量减少了 21%，这是一个很大的数字。”
同样，苏黎世联邦理工学院现在不仅使用这些方法来解决与风相关的问题，还用来解决与地震相关的问题，例如复杂环境中建筑物的地震脆弱性和随机风激励下的高层建筑的设计。
苏黎世联邦理工学院风险、安全和不确定性量化系主任、高级科学家 Stefano Marelli 表示：“该项目要求我们从头开发一种新方法来处理高维输入和响应中的不确定性。我们在替代建模技术方面的工作加速了算法开发并实现了跨合作伙伴协作，事实证明这是成功的。”