海上风电正处于繁荣时期，通过更智能的运营和更强大的风力涡轮机为全球能源转型做出越来越大的贡献。欧洲仍然是最大的市场，占全球海上风电装机容量的近 80%，而装机容量同比增长约 30%。
目前，大多数风电场都建在靠近海岸的相对较浅的水域，这项技术已经非常成熟，现在已经牢固确立。随着对更多可再生能源的需求不断增加，该行业现在正在将目光投向更远的海上，进入更深的水域，那里的风能可用性更高、更稳定。
机会的海洋
到目前为止，大多数风力发电都使用固定在 50 至 60 米水中的海床的涡轮机的静态电力电缆。然而，更深水域中的风力涡轮机需要浮动技术——固定在海床上的浮动基座上的风力涡轮机。这是因为底部固定式风力涡轮机的基础在更深的水域建造和安装变得非常昂贵。浮动风力涡轮机还需要动态、高容量的海底电缆系统来收集和输出产生的电力。
可以利用更大的浮动涡轮机的海上风电场分为两个主要的地理组。第一组在 100 至 200 米的水深作业，满足欧洲大西洋沿岸、英国和挪威北海等地点。第二组可以在深 5 到 10 倍的水域中建造风力发电场，例如地中海或美国西海岸。
波浪和水流使将涡轮机连接到海床的电缆承受很大的动态应力。因此，这些电缆必须适应与浮动平台及其重量相关的所有来自海洋的运动和负载。
基于在海上石油和天然气领域的丰富经验
耐克森的优势在于其对海上石油和天然气行业脐带项目中动态电缆结构行为的深入了解。因此，它是少数几家在高压海底电缆系统以及动态电缆和电力脐带缆方面拥有良好记录的公司之一。当前的开发项目有效地将这两个学科结合在一起。
耐克森在众多油气田项目中积累的数十年经验对于完善其制造技术非常宝贵。它还表明，需要进一步的开发工作来有效地承载大型浮动风电场出口所需的高压电力。它们将配备巨大的涡轮机，最终将达到大约 20 兆瓦的功率水平，而当前的输出功率在 7 到 10 兆瓦之间。
海上风电场出口电缆所需的高压水平不仅需要更大的电缆，而且不能容忍任何水或湿气进入绝缘层。它需要一个防水层，在静态布线中，它是通过使用挤压在电缆上的铅护套来实现的。这种护套不能用于浮动海上风电应用，因为它不能弯曲和承受引起疲劳开裂的动态运动。
这一限制促使耐克森开发替代品，例如金属箔或聚合物夹层，适用于长达数公里的电缆。该屏障需要足够厚以提供可靠的保护，但又不能太厚以阻止电缆的移动。
对已知设计进行这种类型的结构更改显然会影响其他属性。因此，通过对工程设计采取整体方法，耐克森涵盖了各种因素，例如强度、柔韧性、漂浮和温度调节。在这里，基于数十年石油和天然气行业经验构建的预测模型是耐克森设计团队的宝贵数据源。
另一个好处是，耐克森可以以微不足道的成本在动态电力电缆中加入光纤，以实现端到端通信。当电缆的任何部分遭受压力或局部温度升高时，这可以为操作员提供早期警告。
为世界上第一个浮动风电场提供电缆
挪威能源运营商 Equinor(以前称为 Statoil)是首批过渡到浮动风电场的石油和天然气运营商之一。2009 年，它在挪威海岸附近的北海安装了世界上第一台全尺寸浮动涡轮机——Hywind Demo。该装置基于转子直径为 82 米的 2.3 兆瓦涡轮机。
几年后，2017 年，Equinor 委托世界上第一个运营中的浮动风电场——位于阿伯丁郡海岸 30 公里处的 Hywind Scotland Pilot Park。在该项目中，转子直径增加到 154 m，而总高度设置为 253 m。在挪威现场展示了其静态和动态电缆及相关配件的熟练程度后，耐克森还签约为该项目提供动态电缆系统。
水深在 95 和 129 m 之间变化，试点农场占地约 4 km 2并通过 30 km 的出口电缆连接到岸边。平均波高为1.8 m，平均风速为10 m/sec。
它的装机容量为 30 兆瓦，由五个 6 兆瓦涡轮机组成，这些涡轮机通过阵列间电缆网络连接，该电缆网络馈入一条将能量带回岸上的输出电缆。电缆系统经过设计、制造、测试、运输、密封、准备拉入并以单独的、可安装的长度交付。
充满活力的未来
自 Hywind 项目成功以来，已经部署了其他浮动涡轮机，并且还有更多项目正在筹备中。Equinor 最近开始建设 Hywind Tampen，这是世界上第一个为海上石油和天然气平台提供动力的浮动风电场。
这个 88 兆瓦的项目由 11 台风力涡轮机组成，旨在为挪威北海的 Snorre 和 Gullfaks 海上油田作业提供电力。该开发项目将成为进一步发展漂浮式风能和探索燃气与风力发电系统集成的试验台。
从技术上讲，海上风力涡轮机不断扩大的规模和发电能力极大地提高了这些海上发电厂的吸引力和商业可行性。根据专家的预测，海上风电将成为全球能源转型的重要途径。根据国际能源署 (IEA) 的说法，到 2040 年，使用浮动(而非固定)风力涡轮机进入更深水域有可能满足全球数倍的电力需求。
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