挪威Fred. Olsen 1848的Brizo 3MW漂浮光伏获DNV-RP-0584合格声明,2026年秋将试点

2026-09-04 09:45
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挪威可再生能源公司 Fred. Olsen 1848 宣布,其 Brizo 漂浮光伏(FPV)系统设计正由挪威船级社与认证机构 DNV 测试和验证。验证内容涵盖设计方法、基于物理比例模型测试的水动力载荷评估、结构性能和测试程序,以支持该技术从试点开发过渡到商业部署。

Brizo 的设计目标,是防止结构载荷在整个漂浮阵列上累积,使各个漂浮模块能够相对独立地响应近岸环境条件。

Fred. Olsen 1848 首席技术官 Geir Grimsrud 介绍,该设计针对的工况是热带风暴条件下风浪产生的环境载荷,同时需要具备公用事业规模项目所需的成本效益。大多数传统 FPV 系统将漂浮模块串联连接,数值模拟显示,压缩力和弯矩会在这种链式布置中逐步累积,形成明显的结构应力。Brizo 由此确立了一条设计原则:漂浮模块之间不相互传递载荷,而是让载荷直接进入系泊系统,并将整个装置锚定至海床。

公用事业规模漂浮电站的组件数量多、总重量大,支撑结构需要提供稳定的定位与锚固。Brizo 以一张预张紧的纤维绳网作为漂浮岛的结构基础:纤维绳具备高承载能力、低重量和成本竞争力,预张紧状态则提供刚度与水动力稳定性,使装置在海上环境载荷下保持结构完整。

绳网架构也简化了安装流程。系泊系统可以提前在项目现场部署,漂浮岛在陆上完成组装和集成,绳网、漂浮模块、走道及电气基础设施均可在部署前安装并测试;组装完成的结构随后作为一个整体耐航单元拖运至项目现场,海上组装需求因此减少,调试时间相应缩短。

运维方式也沿用了这一思路。与依赖大面积漂浮式人员走道网络的传统 FPV 系统不同,Brizo 采用专用运维(O&M)双体船执行维护,该船可在装置内提供安全通道,支持日常检查、维修和维护作业,必要时还可配合遥控潜水器(ROV)和空中无人机。减少专用漂浮通道设施后,项目全生命周期的运维成本估算与控制有了更清晰的基础。

在该系统配置中,绳网既作为主要结构元件,也构成系泊系统的一部分。每个浮体设置四个锚固点,绳网通过聚乙烯(PE)管、系索和浮标连接至系泊缆绳,使环境载荷从浮体直接传递至锚。安装时需要对绳网施加预张力,以保持刚度和几何形状。在现场水位变化有限的条件下,预张力由表面浮标提供:系泊链穿过浮标并绕在锚链轮上,锚、系泊链和漂浮绳网就位后,用张紧工具绞入链条,将浮标拉至更深吃水位置;达到设定预张力后锁定链条,绳网系统即保持稳定的预张力状态。

绳索锁扣负责固定交叉的绳索构件,以形成稳定网格。为避免使用昂贵材料,该锁扣完全采用高密度聚乙烯(HDPE)制造,以控制成本。塑料材料的难点在于蠕变,即使受力较小,长期作用也会使夹紧力下降。Fred. Olsen 1848 的设计让锁扣在正常运行条件下保持较低夹紧力,当系统载荷上升时夹紧力随之增大,风暴工况下尤其明显。

漂浮走道也是关键部件,用于容纳直流和交流电缆以及组串式逆变器。逆变器安装在走道上,便于电站运行人员检修;走道末端设有悬挂槽,用来引导漂浮岛的交流输出电缆。

系统中的 HDPE 管道用于稳定绳网并保持绳索间距,同时承担分散系索的功能,使系泊缆绳数量得以减少:通常每根系泊缆绳连接 8 至 10 根系索,系索分散产生的压缩力由管道吸收。Grimsrud 还表示,海风形成的短峰波会造成日常失配损失,HDPE 管道能够反射这类波浪、减小其影响,与没有该管道的系统相比有可能提高发电量。

针对水位变化显著的水电水库,Fred. Olsen 1848 开发了张力浮标,根据水深变化调整释放的缆绳长度,动态调节系泊张力。绞车安装在浮标上,与自动化控制系统配合,可在少量人工干预下保持装置定位稳定。该概念已从开发和原型阶段推进至葡萄牙 EDP 的 Alto Rabagão 水库现场测试。按照计划,新设计将于 2026 年秋季安装在挪威 Ramskjær 试点和 EDP 试点,在冬季数月开展现场试验,目标是让产品在 2027 年上半年获得资格认证并具备部署条件。

Fred. Olsen 1848 此前在挪威研究机构 Sintef 运营的设施内对 Brizo 概念进行了测试,覆盖规则和不规则波浪条件,并采用了一系列波高和波长。基于测试结果,公司与 DNV 合作开发了一种将波浪、风和水流载荷相结合,以确定系泊力和锚力的方法。DNV 从设计早期便参与了 Brizo 的开发和验证。目前,一座 3 MW 的 Brizo 漂浮岛已获得符合 DNV-RP-0584 的合格声明,适用范围为有效波高最高 3.5 米、阵风最高 65 米/秒、流速 0.38 米/秒,评估还计入了浮体和绳索上平均 10 厘米厚的海洋生物附着。该公司表示,这些结果支持该系统在近岸环境以及大型湖泊和水库中部署。

在 DNV 发布漂浮结构标准 DNV-ST-C108 以及系泊和定位系统标准 DNV-ST-E309 这两项 FPV 专用标准后,Fred. Olsen 1848 正在更新其技术文件,以证明符合新要求。

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