一直以來，風電安裝船(WTIV)都非常耗費燃油，現(xiàn)在還肩負著更遠、更深、更重的安裝任務。
隨著海上風電開發(fā)進一步邁向深遠海，風機高度如今可達270多米，葉片長120米。設計師和原始設備制造商正在著力提高效率，以控制新一代自升式WTIV的運營成本(OPEX)。
丹麥船舶設計公司Knud E. Hansen已為其Atlas A級WTIV進行了專業(yè)優(yōu)化，這是其大規(guī)模C級設計的較小衍生品。這艘小型船舶可以在預先安裝的基礎上組裝風機，同時期望不斷發(fā)展的海上風電行業(yè)能夠支持此類更專業(yè)的船舶。
美國公司Bleutec Industries計劃通過可以提供住宿的打樁安裝船和服務運營船來減少WTIV的有效載荷。該公司的WTIV-Light專注于安裝高達22MW的風機。
Cadeler目前有兩艘X級和兩艘F級WTIV正在建造中。(圖片來源：Cadeler A/S)
相比之下，丹麥海上安裝公司Cadeler正在利用大型風電安裝船創(chuàng)造規(guī)模經(jīng)濟，有助于減少安裝船的往返次數(shù)。該公司目前正在建造的兩艘X級和兩艘F級WTIV將能夠運輸和安裝7套完整的15MW風機或五套20+MW風機。
WTIV具有不同的操作模式(裝載、航行、DP、頂升和安裝)，Kongsberg Maritime相關(guān)人員表示：“集成系統(tǒng)，包括絞盤、電氣系統(tǒng)和機艙的控制系統(tǒng)，可以節(jié)省空間和減輕重量。WTIV需要在每個安裝序列中提升船舶的全部重量，因此，在確保DP、航行和操縱能力保持最高標準的同時，優(yōu)化重量并平衡其前后至關(guān)重要。”
Kongsberg Maritime正在向Dominion Energy的“Charybdis”號運送電氣包。(圖片來源：Dominion Energy)
Kongsberg Maritime正在向Cadeler的四艘船、Dominion Energy的“Charybdis”號和馬士基供應服務公司的“Maersk Sturgeon”號提供電氣綜合解決方案。
Kongsberg Maritime的集成控制和電氣系統(tǒng)提供來自用戶和電力生產(chǎn)商的綜合數(shù)據(jù)，包括來自DP控制的前饋信號，以降低油耗。此外，Kongsberg Maritime還為“Maersk Sturgeon”號提供了EcoAdvisor系統(tǒng)，該系統(tǒng)將為運營人員提供實時優(yōu)化建議。
Cadeler和Bleutec的船舶將配備儲能系統(tǒng)，Knud E. Hansen為Van Oord處于建造階段的“Boreas”號在傳統(tǒng)柴電動力系統(tǒng)設計上增加混合動力，該船長175米，配備四條126米高樁腿，最大作業(yè)水深可達70米。
Subsea 7聲稱，與類似船舶相比，其新造船“Seaway Ventus”的排放量減少了20%。混合型GustoMSC NG-14000XL-G設計包括能量回收、廢熱回收和岸電能力。
ABB Ability Marine Pilot Control在所有操作中控制WTIVs。(圖片來源：ABB)
隨著進一步邁向深遠海，可能會出現(xiàn)更多的不利條件，ABB的Ability Marine Pilot Control系統(tǒng)優(yōu)化了所有操作模式，包括使用船舶、推進器和環(huán)境力的模型來估計和預測船舶的狀態(tài)和所需動力，以進行機動、運輸和保持位置。將其與ABB Ability Marine Advisory System OCTOPUS相結(jié)合，可以優(yōu)化船舶的安全性和可用性，同時為岸上專家提供更廣泛的分析。
這兩個系統(tǒng)可以顯著提高運行效率并降低油耗，ABB Marine&Ports海上風電船型負責人Jostein Thue表示：“Ability Marine Pilot Control支持操作的一致性，減少了船員的不同技能水平對復雜操作的影響。這將通過提高運營時間效率和改善能源效率來衡量。”
運營效率的一個關(guān)鍵部分是找到一種組合推進器，能在運輸和定位中實現(xiàn)高性能，并結(jié)合輕量級。瓦錫蘭(Wärtsilä)正在為Eneti的“Nessie ”和“Siren WTIVs”提供類似組合，每艘船將配備7組設備。
推進器解決方案包括8°傾斜的可伸縮推進器，可在有限的功率下實現(xiàn)高推力。螺旋槳軸的傾斜減少了推進器尾流與平底船體(flat-bottomed hull)之間的干擾，使系纜拉力增加20%，并減少燃料消耗。瓦錫蘭可以通過具有全電動伸縮和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可伸縮推進器，進一步減少船舶對環(huán)境的影響。
Jan De Nul最新的風機安裝船“Voltaire”，腿高130米，最大作業(yè)水深可達80米。(圖片來源：Jan De Nul)
目前，有11艘現(xiàn)役或正在建造的WTIV能夠在70米深的水中工作，包括Jan De Nul最新的風機安裝船“Voltaire”，其樁腿高130米，最大作業(yè)水深可達80米。
然而，Intelatus Global Partners的研究總監(jiān)Philip Lewis表示：“除了水深之外，還有眾多因素需要考慮，包括船東對新船的投資欲望，風機尺寸和基礎的技術(shù)變化速度以及在不得不升級之前的投資回報能力。”
新一代WTIV將有助于滿足歐洲/臺灣省核心市場、歐洲新市場(地中海和波羅的海)、韓國、日本、美國和澳大利亞不斷增長的需求，這些市場的需求將在本世紀中期后強勁增長。即便如此，水深最終將限制固定式風機向深遠海發(fā)展，并隨之限制自升式WTIV。
Van Oord的“Boreas”號，目前正在建造，配備四條126米高樁腿，最大作業(yè)水深可達70米。(圖片來源：Van Oord)
