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风电安装船技术大揭秘

发布时间: 2024-02-21 20:20:53     来源: 火狐官方网站首页

  相对于陆上风机的安装,海上施工难度要高得多。难在啥地方?让小T哥来给我们讲述解答一下。

  安装过程典型的方式是由平甲板驳船装载风机部件或风机基础拖航到现场,再由安装船舶完成打桩及最后的安装。

  风电安装船主要以风电安装船的构成以及发展形态趋势为基础路线,依次分成第一代、第二代和第三代风电安装船。基于检索到的涉及风电安装船的主要申请人专利申请进行技术分解并分析。

  如图2所示,海上风电安装中,为了安装海上风电设备,必须要建造必要的海上风电安装船,用于运输风电基础和风电电机等设备,并来安装,所以风电安装船技术占有较多比例。而对风电场的运营维护来说,市场需求相对要小很多,因此参与研究的企业和研发出的成果也相对少很多,从而运维船专利申请量占比不到风电安装船的1/5。吊具作为海上风电安装船和部分运维船可以布设用于起吊海上风电电机、工具的设备,专利申请量也占有较大比例,占比达30%。

  在风电安装船中,根据风电安装船技术的发展,先后出现第一代、第二代和第三代风电安装船,第一代风电安装船是起重船,通常具备自航能力,船上设有起重机,可以运输和安装风车和基础。但起重船极其依赖天气和波浪条件,对控制工程非常不利,现已较少适用,但是由于该类风电安装船起步很早,因此已经进行了较为完备的专利储备。而作为随着风电安装船发展的更新第二代,其为一种自升式起重平台,通过升降装置可调整平台高度。由于该种平台没有自航能力,操纵不便。目前,自升式起重平台是目前海上风电安装的主力,申请量占比达14%。

  随着风机的不断大型化和离岸化,传统的起重安装船已不足以满足需求,后出现了兼具自升式平台和浮式船舶的优点的船舶的第三代风电安装船,其具备一定的航速和操作性,减小了对本地港口的依赖,安装速度快。目前,自航式风电安装船是当前的还是风电安装的首选装备,从以上描述的专利申请占比能够正常的看到,其虽然发展期间短,但是由于其先进性和优点,因而其申请量已经追平了第二代风电安装船,申请量占比达14%。在风电安装领域,还涉及一种对风电安装平台的专利技术,其主要涉及风电安装船或平台,该船体或平台能够适用于所有的这三种风电安装船中,其申请占比为4%。

  从图3技术路线图能够正常的看到,我国由于在海上风电技术方面比较落后,直到2002年才由欧洲的维斯塔斯公司在中国申请第一件专利申请,而我国本国申请人最早在2006年才开始申请第一件关于海上风电安装的海上风电安装船,申请人为天津市海恩海洋工程技术服务有限公司。就目前的专利申请中,对海上风电安装船的专利申请和对海上风电安装船的改进方面,主要为风电整机运输安装(包括拖航和船上运输),以及船舶本申请的改进,包括自升非自航式和自升自航式。由于自升自航式风电安装船在安装方面的优势,现在已经成为是海上风电安装船的主流。

  依据1994-2017年期间的全球专利申请总量对申请人进行排名,得出图3-所示的海上风电安装船的前15位申请人排名。作为我国在海上风电实力强大的企业,其在海上风电船方面专利申请量占比为25.9%,为全球海上风电安装船的专利申请排名第三位。从该图能够获得,在全球前十五位专利申请人中,中国专利申请人占8位,而在全球前10名专利申请人中,中国申请人占3名,为广东明阳风电、龙源集团和华锐风电。

  由此可见,在海上风电安装船技术领域,我国对该领域有很多企业投入其中进行研究,但是相应的专利申请量占比并不是很高。能够准确的看出,我国目前对海上风电比较重视,很多企业投入其中进行研究,并具备一定的影响力,但是由于我国技术基础比较薄弱,起步比较晚,因此在专利方面还未有比较宽泛的专利布局,这也说明我们国家在海上风电基础和国外实力强劲的外国企业相比较还比较薄弱。

  从1994-1998年,专利申请量处于起步时期,欧洲在风电船方面起步最早,他们在海上风电领域一直扮演领头羊的角色,此时在风电安装船研究处于萌芽阶段,还未出现专门的风电安装船,此时专利申请量维持在1-3篇。

  1999-2006年,此时受人类对海洋风电的需求量开始上涨的影响,人们开始投入更多精力去研究风电安装船,风电安装船专利处于缓慢发展时期。

  2007-2012年,随着时下人们对清洁能源的需求日益增加,同时海洋存在丰富的风能资源,因此申请量出现了快速地增长,此时处于风电安装船的加快速度进行发展时期。

  2013年以后的时期,随着全球的经济放缓,对海洋风电资源出现了一定的颓势,申请量出现了一定的下降。在全球五大局中,欧洲的申请量最大,中国紧随其后,中国作为一个发展中国家,在风电安装船方面起步较晚,但是中国作为一个陆上资源较为匮乏,而拥有一个广袤的海洋资源的国家,同时中国处于工业化时期,对能源需要量大,因此在海上风电开发的发展十分迅速。基于海上风电发展的不俗前景,风电安装船的颇受市场青睐,中国在风电安装船方面发展迅速。

  从五大局专利申请趋势图能够正常的看到,欧洲很早就进行了相关专利申请布局,并且申请量一直从2005年起,一直维持较高速度的增长。日本和美国随后也很早就开始了风电安装船的研究,并且申请了相关专利,但是总体来说,由于美国和日本对海上风能资源的需求并不那么急迫,因而申请量并不是很高的;相比技术实力强的欧洲和发展较早的美国和日本,韩国和中国在海上风电安装船的研究起步较晚。我国在海上风电船舶研究的方面却进展比较迅速,专利申请量迅速增加,在关键技术的研发和专利布局方面,我国与欧美、日韩的大型船企还有一定差距。

  来源:广州中新知识产权服务有限公司的《中山市海洋工程装备产业转型升级专利导航报告》返回搜狐,查看更加多

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