瑞典 SeaTwirl 公司表示，他们的浮动垂直轴风力涡轮机可以大幅降低深海风力发电的成本，该公司已与威斯康公司签署协议，在挪威建造和部署一个商业规模的1兆瓦涡轮机。
上图：SeaTwirl 已与 Westcon 签约，在挪威建造和部署其第一台 1 兆瓦浮动风力涡轮机。
我们最近一直在谈论海上漂浮风力涡轮机，但这是有充分理由的。看看美国能源信息管理局预测的2027年能源均一成本（LCoE）数据，在这份报告的第9页。在脱碳竞赛中，深海风能是一个巨大的可再生能源机会，但就目前情况而言，它的成本太高，很难从中获利。万能的金钱会说话；如果海上风能无利可图，人类将无法获得这种资源。
这种情况的部分问题在于技术本身。如今的单杆风扇式海上风力涡轮机是基于岸上设计和陆基思维而建造的，在深海中根本不会具有成本效益。这里有一个巨大的机会，从根本上不同的设计来颠覆一个看起来相当病态的行业，从海上风力发电场提供非常便宜的能源，通过这样做，为清洁能源革命做出巨大的贡献。
瑞典公司 SeaTwirl 已经存在了一段时间，该公司于2012年正式成立，基于2007年首次原型和测试的想法，自2015年以来，该公司已经在瑞典 Lysekil 海岸安装了一个名为“S1”的小型30千瓦浮式涡轮机技术测试版本。它高出水线13米（43英尺），向下延伸至18米（59英尺），已经与电网连接并发电7年了，并且已经证明了它经得起飓风级别的风和海浪条件的能力。
上图：一台 30 千瓦的 S1 原型机已经运行了 7 年，并证明了其应对强风的能力。
SeaTwirl 将其设计描述为“简单而坚固”。这是一个垂直轴风力涡轮机（VAWT），一个旋转的圆筒，与今天传统上使用的类似风车的水平轴风力涡轮机（HAWT）相反。由于几个原因，VAWT 是一种很有前途的海上浮式风力发电技术。
首先，它们可以接受和利用来自各个方向的风，所以它们不需要像 HAWT 那样笨重、昂贵的系统来引导它们迎风。其次，他们可以在水线或水线以下运行发电机。而 HAWT 需要将这种沉重的齿轮安装在支撑塔的顶部，也就是主轴所在的位置，这就创造了一种头重脚轻的设计，需要极高的塔身强度和表面以下巨大的配重来保持它们直立。更多的强度等于更多的材料和更多的成本。
第三，它们可以比 HAWT 部署得更紧密，因为它们在顺风处产生最小的尾流效应。而 HAWT 需要间隔得更远，从而降低给定项目区域的产量。
上图：VAWT 的一个好处是它们能够在安装中比 HAWT 彼此之间的间隔更近。
SeaTwirl 的设计将三片 VAWT 桨叶严格安装在一根长而浮力大的杆上，杆的重心较低，底部的重量较重，起到龙骨的作用。它位于一个固定在海底的静态发电机环中。整个杆子在叶片的带动下旋转，然后发电机收集能量，通过电缆将其送回岸上。
因为主塔本身是有浮力的，由龙骨或多或少地支撑着，发电机的轴承不需要承担整个结构的重量。所以他们可以更小，更轻，更便宜。和其他 VAWT 设计一样，维护起来要比 HAWT 容易得多，也便宜得多，因为需要维修的部件位于海平面附近，而不是在巨大的塔顶上。这样就不需要昂贵的起重船来维护了。
SeaTwirl 现在正在加速建造它的第一个1兆瓦版本，这是它的第一个商业产品的试点。该公司已与海上、能源和海事供应商 Westcon 签署了一份意向书，将在挪威 Bokn 附近建造和部署其首个 S2X 型涡轮机。预计将在2023年的某个时候服役，测试期约为5年。
上图：SeaTwirl 的设计将垂直轴风力涡轮机漂浮在固定在海底的静态发电机环中。
S2X 要大得多 —— SeaTwirl 称其尺寸约为S1的30倍。它将达到水面以上55米（180英尺）的高度，它的中心杆将下降到80米（262英尺）的深度。因此，它需要在深水中工作。seatwill 建议，如果你不想让它撞在海床上，那么海底深度至少要在100米（328英尺）。如果风速超过25米/秒（56英里/小时，90公里/小时），它就会断电，但它的设计可以承受50米/秒（112英里/小时，180公里/小时）的极端风速，这相当于二级飓风的上限。该公司表示，它的使用寿命应该在25-30年左右。
从资金方面看，SeaTwirl 公司过去曾表示，1兆瓦的涡轮机将立即具有竞争力。几年前一份以投资者为中心的报告写道：“经过第三方验证的分析，表明 S2 VAWT 将能够以低于50欧元/兆瓦时的成熟 LCoE 生产能源。”
这确实是一个巨大的飞跃，使海上风力发电的成本更接近陆上风力发电。当然，在21世纪20年代末不确定的经济形势下，这些数据能否站得住脚还有待观察。
风能领域的所有公司都希望通过扩大规模来进一步降低成本。SeaTwirl 表示，除了S2x，他们还在研究后续的6-10兆瓦的设备，可能到2025年。该公司相信，这些设备的容量将扩大到30兆瓦，几乎是目前最大的 HAWT 的两倍。
上图：世界上许多最好的风能资源都位于近海的深水中。
在这方面，我们需要一些说服力 —— 不是说这是可以做到的，而是在经济上可以做到的。1兆瓦的 S2x 浮子已经需要一个135米长（443英尺）的轴，一端重量很大。建造它，把它放到水里，拖到它的位置，然后部署？这已经是一个非常困难的物流建议了。SeaTwirl 表示，还没有准备好谈论它的安装方法，只是说“我们不打算使用深水港。”但这绝对是成本的关键部分。将容量扩大到 10 倍或 30 倍，尚不清楚这些东西会变得多大和多重，或者设备和物流成本会膨胀多少。
相比世界风能公司的建议部署双堆叠以及对转VAWT，这是一种更简单，野心更小的方法，以使发电量翻倍。但 seatwil 在执行方面已经领先多年，它似乎有信心推出一个相当类似的 LCoE，如果一切按计划进行，到明年某个时候，它将在水中拥有一个像样的、与商业相关的规模来证明自己。
深海风能的高价格，以及材料和模拟技术的进步，可能为 VAWT 最终在清洁能源领域找到自己的位置提供了条件。但这肯定会是一个挑战。在深海开发任何东西都比在陆地上开发要困难得多，因此所有初期的问题和艰苦的课程，对 SeaTwirl 来说都将更加昂贵。但是这台机器即将获得机会，我们希望团队一切顺利。
