海上風(fēng)電運(yùn)維是發(fā)展海上風(fēng)電的重要一環(huán)。海上風(fēng)電運(yùn)維過程中會遇到諸多問題，運(yùn)維船是最具代表性的問題之一。
運(yùn)維船是海上風(fēng)電場施工、運(yùn)行和維護(hù)的重要交通運(yùn)維工具，目前國內(nèi)的運(yùn)維船大多以改裝租借的漁船與交通船為主，安全性、速度、裝卸載能力等相對于專業(yè)運(yùn)維專業(yè)運(yùn)維船來說都較差。根據(jù)DNV的測算，每臺海上風(fēng)電機(jī)組平均每年有高達(dá)40次停機(jī)故障，整體故障率約3%，大約每30臺海上風(fēng)機(jī)就需要1艘專業(yè)的的運(yùn)維船。相對于海上風(fēng)電突飛猛進(jìn)的開發(fā)建設(shè)，專業(yè)運(yùn)維船的需求也隨之增加。
海上風(fēng)電運(yùn)維船的主要用途：為海上風(fēng)場風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)提供便利條件，最大程度縮短及降低運(yùn)維時間及成本。運(yùn)輸及儲藏電器模塊及油品，維修工具、日常供給物品等；運(yùn)輸工程師、技術(shù)人員和項(xiàng)目組工作人員，及考察團(tuán)人員等；為工作人員提供食宿休息、傷員緊急救助；風(fēng)場火災(zāi)緊急救助等。
目前國內(nèi)海上風(fēng)電運(yùn)維船以專業(yè)雙體運(yùn)維最為適用，特點(diǎn)是安全性，適用性，經(jīng)濟(jì)性，具有良好的穩(wěn)性以保證維護(hù)人員安全登上風(fēng)機(jī)。雙體船具有甲板面積大，布置寬敞，穩(wěn)性好，吃水淺，具有較高航速，能承受較大的風(fēng)浪能力，保障海上作業(yè)時人員的安全，同時雙體船具有良好的操控性，使用可靠，維修方便等特點(diǎn)，這樣的船體形式，無能在船舶靜止或者海上航行狀態(tài)，都可確保較小的移動幅度，今年來大都用于安全要求高，航速要求快的高速客船上。
海上風(fēng)電運(yùn)維船及其發(fā)展趨勢
海上風(fēng)電運(yùn)維船是用于海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)的專用船舶。該船舶在波浪中應(yīng)具有良好的運(yùn)動性能，在航行中具有很好的舒適性，能夠低速精準(zhǔn)地靠泊到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)，防止對基礎(chǔ)造成較大沖擊，并能夠與基礎(chǔ)持續(xù)接觸，能夠安全便利地將人員和設(shè)備運(yùn)送到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；船舶甲板區(qū)應(yīng)具有存放工具、備品備件等物資的集裝箱或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)維專用設(shè)備的區(qū)域，并可以進(jìn)行脫卸；船舶還應(yīng)具有運(yùn)維人員短期住宿生活的條件和優(yōu)良、舒適的夜泊功能。
根據(jù)國內(nèi)海上風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀，風(fēng)電運(yùn)維船主要分為六類：
?。?）普通運(yùn)維船
泛指用于海上風(fēng)電工程或運(yùn)維的交通艇，典型特征為航速較低，普通舵槳推進(jìn)，耐波性差，靠泊能力差，裝載能力差，安全性差。
?。?）專業(yè)雙體運(yùn)維船
指用于海上風(fēng)電工程或運(yùn)維的專業(yè)船舶，典型特征為雙體：穩(wěn)性好，航速中等，大約13-15節(jié)；靠泊能力強(qiáng)，有效波高1.5米至2米；甲板面積大，可搭載各種專業(yè)運(yùn)維設(shè)備及物資，可拓展性強(qiáng)；船體鋼或鋼鋁混合，優(yōu)點(diǎn)建造成本低，運(yùn)營成本低；可居住10個運(yùn)維人員，適合離岸距離10-20海里內(nèi)的近海風(fēng)電場。
?。?）高速專業(yè)雙體運(yùn)維船
用于離岸20海里以上的海上風(fēng)電場運(yùn)維專業(yè)船舶，此種船舶典型特征為航速較高（25節(jié)以上）；噴水推進(jìn)或螺旋槳推進(jìn)，船體為小水線面機(jī)構(gòu)，耐波性好（能在8節(jié)風(fēng)3米海浪中正常航行），靠泊能力強(qiáng)，抗風(fēng)浪強(qiáng)，船體為全鋁構(gòu)造，可做日常運(yùn)維船，也可做居住船的交通船及應(yīng)急救生船；缺點(diǎn)是建造與運(yùn)營成本略高。
?。?）運(yùn)維母船
用于遠(yuǎn)海海上風(fēng)電運(yùn)維，供人員住宿，存放備件的較大型船舶，典型特征為可提供40人以上的住宿，具備一個月以上自持力，靠泊能力優(yōu)異（有效波高2.5米以上），具備DP定位及補(bǔ)償懸梯傳送人員功能，安全性高。缺點(diǎn)是建造與運(yùn)營成本很高，國外海上風(fēng)電也應(yīng)用不多，目前國內(nèi)海上風(fēng)電不適用。
?。?）居住船
居住船是國內(nèi)海上風(fēng)電場的現(xiàn)狀衍生出的適合離岸20-50海里的海上風(fēng)電場，雙體船機(jī)構(gòu)，穩(wěn)性好，安全性高，作業(yè)面積大，居住空間大；可居住50人，船舶功能齊全，有單人，雙人居住間，獨(dú)立衛(wèi)生間，廚房，餐廳，健身房，影視廳，棋牌娛樂室，洗衣間，冷凍倉庫，大小會議室，辦公室，配件倉庫，設(shè)備工具間；后甲板作業(yè)區(qū)備有中型吊機(jī)，可安放3條水路兩用船或3輛水陸兩用車；備有應(yīng)急救生快艇，勘探設(shè)備，潛水設(shè)備（船舶可四錨定位）；前作業(yè)甲板可放置多個風(fēng)機(jī)運(yùn)維集裝箱設(shè)備，測試備用發(fā)電機(jī)組。船舶優(yōu)點(diǎn)：功能性強(qiáng)，移動方便，運(yùn)維成本低（減少多條運(yùn)維船舶每日往返的燃油成本），海上持續(xù)能力20天，續(xù)航能力500海里。
?。?）自升式運(yùn)維船
主要用于海上風(fēng)電運(yùn)維的大部件更換（齒輪箱、，葉片，發(fā)電機(jī)等）的船舶，典型特征為具備一定的起重能力，擁有自升式平臺，能適應(yīng)水深40米左右的大多數(shù)海域作業(yè)；適合離岸距離遠(yuǎn)，水深40米左右的海上風(fēng)電場；優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)范圍廣，海上居住舒適性強(qiáng)，安全性高；缺點(diǎn)是：建造與運(yùn)營成本高。
海上風(fēng)電運(yùn)維船的配置
海上風(fēng)電場運(yùn)行維護(hù)需綜合考慮離岸距離、氣象海況、機(jī)組故障率、維護(hù)行為、發(fā)電能力、運(yùn)維經(jīng)濟(jì)性等因素來進(jìn)行運(yùn)維船的配置。一般來說較大規(guī)模的風(fēng)電場采用船隊(duì)形式，如高速運(yùn)維船、專業(yè)運(yùn)維船、居住船、自升式運(yùn)維船船及其他專用工程船舶。
運(yùn)維船配置的一般原則是：
一，江蘇沿海
此海域大多為潮汐帶，工作水位從0-20米不等，風(fēng)速3-7m/s,波高為0.5-4.6m,早期風(fēng)場離岸距離3-50km,波周期的平均值為3.1s,全年安全出海時間約為160天左右，全年可作業(yè)時間約為220天左右；此區(qū)域適合使用專業(yè)雙體風(fēng)電運(yùn)維船，高速專業(yè)雙體運(yùn)維船，居住船；例1：中廣核如東海上風(fēng)電場，標(biāo)準(zhǔn)雙十海上風(fēng)電場，離岸十海里，水深十米，適合使用專業(yè)雙體運(yùn)維船，日常運(yùn)維時碼頭到風(fēng)場的航行時間在1小時左右，集中檢修時可夜泊風(fēng)場，減少來回時間與燃油的消耗。例2：龍?jiān)创筘S項(xiàng)目，離岸距離40km左右，風(fēng)機(jī)區(qū)域有深水區(qū)，淺水區(qū)，露灘區(qū)多種海況，風(fēng)機(jī)數(shù)量多，需要的運(yùn)維人員多，日常運(yùn)維時需要多條運(yùn)維船舶往來，最佳的配置是1條居住船，1條高速專業(yè)雙體運(yùn)維船做人員來往及應(yīng)急救生，2條搭配水陸兩用車的專業(yè)雙體運(yùn)維船，此方案可快速響應(yīng)半小時內(nèi)到達(dá)任何1個機(jī)位，減少燃油成本，既高效又經(jīng)濟(jì)。
二，福建，廣東，浙江海域
此水域海域情況復(fù)雜，島礁，暗礁多，涌浪大，水流急，風(fēng)浪大，水深在10-50米內(nèi)，年平均風(fēng)速8.0m/s，平均浪高2.0m，早期風(fēng)場離岸距離為3-30km.全年安全出海作業(yè)時間約為140天左右，全年可作業(yè)時間約為200天左右。此區(qū)域適合專業(yè)雙體運(yùn)維船與高速專業(yè)雙體運(yùn)維，自升式運(yùn)維船。早期項(xiàng)目離岸距離近，浪高，風(fēng)大，適合快速，抗風(fēng)浪的船舶運(yùn)維。
三，北方沿海
此水域優(yōu)于多風(fēng)的福建，潮汐帶的江蘇沿海，但北方沿海水域冬天有冰凍現(xiàn)象，所有運(yùn)維船舶需在艏部增加B級冰區(qū)加強(qiáng)的破冰功能。船舶需增加保暖防凍功能。適合使用專業(yè)雙體運(yùn)維船與高速專業(yè)雙體運(yùn)維，居住船，自升式運(yùn)維船。
總結(jié)和展望
海上風(fēng)電運(yùn)維船作為海上風(fēng)電運(yùn)維重要的裝備，對我國海上風(fēng)電的發(fā)展具有一定的影響。運(yùn)維船的合理配備與智能調(diào)度是海上風(fēng)電智能運(yùn)維的必備條件，高效合理的船隊(duì)配置和調(diào)度技術(shù)是降低海上運(yùn)維成本，提高發(fā)電量的關(guān)鍵措施之一。在發(fā)展海上風(fēng)電運(yùn)維船的過程中，我們應(yīng)該借鑒國外成熟的經(jīng)驗(yàn)，同時，還應(yīng)該根據(jù)我國的實(shí)際情況來發(fā)展適用于特定環(huán)境、特定工作模式的海上風(fēng)電運(yùn)維船。
海上風(fēng)電運(yùn)維的目標(biāo)是在全壽命周期內(nèi)，降低運(yùn)維成本，降低發(fā)電損失，提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量，從而提高客戶收益。海上風(fēng)電運(yùn)維與陸上風(fēng)電運(yùn)維最大的區(qū)別在于可達(dá)性差，造成運(yùn)維難度的加大和運(yùn)維成本的提升。在安全為前提的條件下降低運(yùn)維成本，為了解決海上風(fēng)電運(yùn)維的交通難題，我們需要創(chuàng)新海上風(fēng)電運(yùn)維模式，圍繞服務(wù)調(diào)度展開相關(guān)工作，從而形成全面的海上風(fēng)電運(yùn)維整體解決方案。
(來源：南通風(fēng)電運(yùn)維海洋工程有限公司 周華)
