传统关注油气行业的公司日前纷纷驻足海上风电领域,而海洋能源转换器则正在成为可再生能源的另一个选择方案。在欧洲和亚洲地区,尽管MEC和浮动海上风力涡轮机(FOWT)的大规模应用目前还处于早期规划阶段,但其各自的原型机已经安装完毕。与油气行业相比,浮动可再生能源结构尚处于起步阶段。这个新兴行业具有投资和合作潜力,可能会提供可行的产品。
MECs和FOWTs的锚泊设计和安装领域是与油气行业进行合作的机会。很大程度上,两个行业的设计要求和流程具有很多相似之处,不过,可再生能源行业具有独特的设计驱动力。油气行业的锚泊设计师们具有引导和影响MEC及FOWT锚泊设计的现场经验和专业知识,能够帮助其成功安装并获得最佳的运行性能。
1、油气与可再生能源的设施相似之处
可再生能源装置的锚泊设计与海上浮动油气设施之间的相似之处,使得人们往往倾向于使用现有的油气锚泊标准。对于这两个行业来说,锚泊系统的首要目的,是在不影响油气生产的情况下维持电站运行,而可再生能源领域则是获取能量。两个行业的锚泊设备组件类型是相似的,线路系统通常是锚链、钢丝、合成绝缘材料及上述各种部件的组合。对于任何锚泊系统来说,锚的附属配件和需求是必需的,也是一致的。
此外,两个行业具有相似的设计理论,在最终的锚泊设计中起了一定的作用。这包括安装的设计要求、土壤性质、海洋条件、动态分析及锚泊部件类型和尺寸。
2、油气与可再生能源的设施不同之处
由于可再生能源设备的特殊行为,充分了解如何正确建模和设计这些设备的锚泊,需要一个学习的过程。锚泊设计师和可再生设备设计师正在不断学习并尝试弥补这些差异。
容器的运动和分析就是一个很好的例子。浮动油气设施通常是单个刚体结构,而可再生设备通常具有几个相互作用的运动部件,从而引起循环荷载。例如,传统的风/潮汐涡轮转子由于其旋转叶片而引起推力和扭矩负载,而波能转换器通常被设计成在主要波浪周期的附近频率下共振。额外的装载和操作行为在油气锚泊设计中通常不予考虑,但在可再生锚泊设计中则必须加以考虑。
在环境方面,MEC和FOWT通常停泊在浅海区域(小于152米),这些区域的海洋和风力条件有助于最大程度地提高能源生产效率,但同时也有可能限制锚的选择和安装;浅海区域往往具有坚硬的土壤或沙土环境,这也限制了锚的选择。锚泊位置、强烈的波浪、风力或电流,也会限制安装时机和安装船的选择范围。
3、向前发展
锚泊设计师和MEC/FOWT设计师之间的合作,将有助于加快系统设计和安装的学习过程。然而,传统上油气系泊设计师也需要与设备开发人员紧密合作,以便正确考虑这些结构独有的复杂性。共同合作能够帮助评估这些项目的适用性和可行性。