能源知識庫

重點摘述

• 丹麥離岸風電大廠沃旭（Ørsted）於2019年10月29日發布2019年第3季投資報告中下調海上風電產量預測，將競標離岸風場包括Capacity weighted average of Borssele 1&2, Hornsea 2, Gode Wind 3, Borkum Riffgrund 3, Greater Changhua 1&2a and 2b&4 and Revolution Wind等加權預期回報率從7.5~8.5% 降至7~8%，其他關鍵經濟指標則維持原估計。
• 沃旭於投資報告中指出該公司使用模型進行海上風電產量預測時，對於「堵塞（blockage）」與「尾流（wake）」效應其範圍和複雜度有所低估。尾流效應指的是當風力在經過一架風機後會減弱，進而影響位於尾流處風力發電機的發電量，阻塞效應是由於風在靠近風力渦輪機時速度變慢而產生。
• 沃旭新的風能產量預估模型指出歷來低估了這些阻塞效應，全球性「堵塞」效應大於所有個別風機「堵塞」效應的總和，而國際驗證公司DNV GL於2018年發表於Energies期刊上的論文也指出同樣的問題。
• 風經過風機後會產生「尾流」效應，在這種情況下，風速會先變慢之後再恢復，風電場內部以及相鄰風電場之間都存在尾流效應。沃旭開發了一種工具，可以根據運營產品組合中的渦輪機數據對模型進行基準測試，此工具顯示先前的模型低估了風能損失，隨著全球海上風電建設的加速，整個行業將受到鄰近風電場更高的尾流效應所影響。
• 沃旭認為「堵塞」與「尾流」效應被低估加上各國政府著手減少或完全取消對風力發電的補貼，將是整個離岸風電產業需面對的問題。

評析

• 根據沃旭於2020年1月30日公布之2019年年度報告，相對於2018年，發電量增長了20％，這主要是由於Hornsea 1，Borkum Riffgrund 2和Walney Extension（合計1.8TWh）的發電量增加，平均投資組合風速為9.2m/s，略高於去年(附圖1)。可用率為93％，與2018年持平。來自海上風電場運營的收入增長了19％，達到166億丹麥克朗(請換算為美元or台幣)。與2018年相比，息稅折舊攤銷前利潤(EBITDA)下降了46％，為152億丹麥克朗(?美元)。
• 2019年年度報告再次強調對於「堵塞（blockage）」與「尾流（wake）」效應的低估，但由於預計2020年支出的項目開發成本將低於2019年，2020年收益仍較2019年微幅增加。
• 沃旭統計2019年第3季更新海上風電擴建計畫至2025年(附圖2)，裝置容量將從5,602MW增加至14,854MW。
• DNV GL根據在三個東西向離岸風電場(風機數80-100支)投入運行之前和之後進行的量測數據，每個風電場上游的風速相對於渦輪機開啟後，其減速率會隨著距離加長而降低，在上游2倍轉子直徑(rotor diameters)的距離處，平均得出的相對減速率為3.4％，在上游7-10倍轉子直徑時，平均減速率為1.9％。雷諾平均Navier-Stokes（RANS）模擬指出，風電場規模的阻塞效應是造成這些減速的主要原因，阻塞效應還導致前排渦輪機產生的能量少於它們各自獨立運行的能量，DNV GL指出過去使用風能預測模擬低估了這種影響

參考資料

[1]       Offshore forecast fears blow through European wind farms , 2020/01/05.

[2]       Ørsted presents update on its long-term financial targets, 2019/10/25. 

[3]       Orsted Lowers Offshore Wind Output Forecasts, Warns of Industrywide Problem.

[4]       Wind-Farm-Scale Blockage Effects: Points of Clarification.

[5]       Ørsted Annual report 2019.