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)