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離岸風場水下技術整合環境監測及海上設施檢修

知洋科技有限公司總經理湛翔智博士

June 13, 2017

離岸風電產業溝通平台第9次會議

SI of Underwater Environmental Monitoring

and IRM for BOP in Offshore Wind Farm

Hsiang-Chih Chan, Ph.D./President, Awareocean Technology Co., Ltd.

Confidential & Copyright by

Ocean

Science &

Technology

HW/SW

Integration

Big Data

Analysis

提供海洋工業物聯網所需的完整解決方案

June 13, 2017 離岸風場水下技術整合：環境監測及海上設施檢修1

We provide Turnkey Solutions of IoT for Marine Industry

完整解決方案Turnkey Solutions

海洋監控技術

Ma

rine

Mo

nito

ring

海洋監測

Ocean

Monitoring

海洋能源

Ocean

Renewable

Energy

海洋礦產

Seabed

Mine

Confidential & Copyright byJune 13, 2017 離岸風場水下技術整合：環境監測及海上設施檢修2


離岸風電各階段供應鏈


運轉維護

安裝試俥

設備製造

風機製造

開發申設

發電管理

陸上電機

海上風機

週邊設施

港口運補

環境調查

地質調查

海氣象塔

開發規劃

融資保險

輪轂

葉片

機艙

塔柱

海上風機

海底電纜

施工船機

下部結構

下部結構

海底電纜

陸上電機

陸上電纜

陸上併聯認證

Local supply chains are demanded

Supply Chains in Sectors by Development Phases for Offshore Wind Energy

Site survey and

Environmental

Investigations

Structural Monitoring

Into Support Structure

Underwater

Monitoring during

Structural Installation

BOP-IRM


離岸風電水下技術服務商業模式


知洋Awareocean

風場開發商Developers

工程顧問業E. Consulters

工程統包商EPC

第三方檢驗業3rd Parties

完整解決方案Turnkey Solutions for

技術顧問

技術服務

系統整合海上調查規劃

水下作業規劃

設備整合規劃

水下噪音問題

環境污染防制

作業標準協作

國際標準應用

文件流程協議

海洋環境監測系統

結構安全監測系統

水下噪音監測系統

監測資料庫整合

光機電設備整合

離岸風場開發海上調查

海上週邊設施檢查維修(IRM)服務

施工安全衛生品質(QHSE)管理

海洋數據品管

Underwater Technology Service & Consulting

Ocean Equipment and System Integration

Our Business Plan of Underwater Technology in Offshore Wind Farm


臺灣離岸風場發展途徑及關鍵問題


Development Roadmap and Issues of Offshore Wind Farm in Taiwan

• 環境影響問題(Environmental Impact)

• 施工船機需求(More Marine Vessels)

• 支撐結構加大(Larger Support Structure)

• 運維範圍增加(Increasing O&M Ranges)

風機裝置

發電容量

Wind Turbine

Capacity

風場水深

Water Depth

4 MW5 MW

7 MW

10 MW

15 m20 m

年

Year

離岸距離

Distance from Shore

40 m

50 m

100 m(Floating)

2017

3 km 20 km 50 km

30 m

2019

10 km

(Fixed)

區塊開發潛力場址示範區(淺水)

Demonstration

Incentive Program (DIP)

Zonal Development

(By industrial zone)

離岸風電政策推動策略(Policy of Offshore Wind Energy Development )

Zonal Development

(By cost reduction)


解決問題標的

實施計畫

方法及程序

Solutions

Methodology

& Procedure

Planning

監測系統

現場作業

結案報告

Monitoring

System

Field Work

Reporting

數值分析法

模擬/資料庫

影響估算

Numerical

Analysis

Simulation

& Databank

Impact

Estimation

研擬「離岸風場水下噪音測量指引」草案(Guideline Draft)

離岸風場開發水下噪音監測方案


震測空氣槍 Airgun

船舶Shipping

(distant)

風浪Wind-wave

地震 Seismic

爆破Explosive

聲納 Sonar

鑽掘Drill

鯨豚哨叫

Cetacean

(whistle)

鯨豚回聲定位Cetacean

(click)

降雨Rain fall

施工船舶Marine

vessels

打樁Piling

水下噪音背景基線Ambient noise baseline

風機 Wind turbine

1 10 100 1k 10k 100k 200k0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

Soun

d Pr

essu

re L

evel

(dB

re. 1

uPa2 )

Frequency (Hz)

240

非定量數據

A

B

C

Solutions of Underwater Noise Monitoring in Offshore Wind Farm

★將於7月11日舉辦「MITA產業技術交流會議」離岸風場水下噪音測量系統規格與監測作業研討


離岸風機支撐結構運維技術發展策略


支撐結構使用壽命Structural Lifetime

策略 Strategy

成本考量Cost Down

研發R & D

產業技術商業發展Industrial Technology

產學合作技術發展Industry-university Cooperative Technology

產業技術創新發展Industrial Innovation

Risk Assessment

EnvironmentalMonitoring

Database

QHSE

Structural Health

Monitoring

Maintenance(Scouring)

New SensingTechnology

Structural AnalysisModeling

Inspection(Visual/NDT)

Repair

Maintenance(Cleaning/Corrosion)

Structural Monitoring(Traditional)

MaintenanceReport

本土供應鏈

Local Supply Chain

技術整合

TechnologyIntegration

Strategy for Support Structural O&M Technology in Offshore Wind Farm


離岸風場海上設施維護策略


維護方式(Maintenance

strategy)

修復性維護CM (Corrective maintenance)

預防性維護PM (Preventive maintenance)

預先安排維護PDM (Pre-determined

maintenance)

依據狀態維護CBM (Condition-based

maintenance)

依據狀態維護(CBM)

損壞(Damage) 時間(Time)

狀態(%)

預先安排維護(PDM)

修復性維護(CM)

離岸風場動員成本高建議採用CBM方式

Strategy of BOP Maintenance in Offshore Wind Farm


離岸風機支撐結構監測維護技術整合


可靠度管理及使用壽命評估Reliability Management (RM) and Lifetime Assessment

結構動態分析Dynamic Analysis

of Structure

結構安全監測Structural Health

Monitoring (SHM)

結構檢測維修與資料分析Inspection, Repair & Maintenance (IRM) and Data Analysis

防蝕保護技術Anti-corrosive

Protection

防淘刷保護工Anti-scouring

Protection 支撐結構監控維護

CBM of

Support

Structure

離岸風力機支撐結構需耐用20年以上受到環境與外力的損壞因素多且複雜

可靠度管理技術可建立支撐結構運維標準程序以及風險和成本控管之機制

拉長重大維修的時間間隔

確保使用壽命達到要求

Technological Integration of Monitoring and Maintenance of

Support Structure in Offshore Wind Farm

使用壽命評估

維修門檻

時間(Time)

RM

預估值

維修作業

檢測作業

監測值


創新技術整合服務經營方式


Offshore wind farm O&M

離岸風力發電場運維分工

WTG

風力發電機BOP

週邊設施

Wind Turbine Generator Balance of Plant

離岸風場海陸設施除WTG以外稱為BOP | BOP-IRM重點：風機下部結構及海纜

知洋科技經營方式(技術供應鏈整合)

國外經營方式(統包服務)

IRM IRM CTV

SHM

檢查修理維護/IRM

人員運輸船舶/CTV

結構安全監測/SHM

inspection, repair, maintenance

crew transport vessel

structural health monitoring

新型態整合服務對客戶的重大效益

海上作業成本降低：資訊統整+動員反應快

運維風險控管提高：界面減少+程序標準化

Awareocean Integrated

Innovated and Integrated Marine Service of BOP-IRM/CTV/SHM


離岸風電BOP-IRM & SHM技術供應整合


自製水下設備產品

實際海床

平均海面

海纜

海床防淘刷保護工

J-tube

常態水下目視檢查(小型水下遙控載具)

海生物附著檢查清除

水下非破壞性檢測NDT(焊道/板厚)

海床保護淘刷檢查

海床淘刷立體空間監測系統

海床地形掃瞄

海纜埋設深度與位置檢查

專案管理(PM)與勞工安全衛生品質(QHSE)管理

結構安全監測系統結構表面油污清除

影像聲納檢查系統

水下遙控載具檢查與海生物附著清除

水下基礎結構(單樁/套管)

多數檢查作業可搭配人員運輸船CTV

下部結構即時監控系統整合轉接段

結構振動與空氣噪音監測系統

風力發電機工作平台

知洋科技提供合作廠商提供

水下監測整合系統

小型水下遙控載具

水下多功能感測器

Underwater IRM for BOP in Offshore Wind Farm


離岸風機支撐結構運維的關鍵問題及因應策略


作業難度

最難

難

中

易腐蝕

疲勞

腐蝕

疲勞

撞擊

淘刷

液化

腐蝕

附著

損壞問題

下部支撐結構

結構設計須依照相關要求與標準

結構安全係數大造成安裝成本高

依風場設計建立結構的運維技術

• 離岸風場運維技術複雜成本高須針對風場條件建立因應技術

• 支撐結構多數遇到的損壞問題可從監測數據中的徵兆來發現

• 結構設計與製造時先預留監測的佈設固定機構以及走線孔位

• 研發計畫中發展出降低風險的可行技術並提早維護降低成本

大氣

潮間

海水

海床

風

海浪

海流

塔柱

轉接段

樁柱

基礎

重力

土壤承載力

摩擦力

Issues and Strategy for Support Structural O&M in Offshore Wind Farm

本土供應鏈

Local Supply Chain

技術整合

TechnologyIntegration

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知洋科技有限公司

海洋設備製造&整合 | 水下技術諮詢&服務

Ocean equipment manufacturer & integrator

Underwater technology consulter & provider

Awareocean Technology Co., Ltd.

T: +886-2-2908-2150 F: +886-2-2908-2151

新北市新莊區中正路657-2號3樓

3F., No.657-2, Zhongzheng R., Xinzhuang Dist.,

New Taipei City 24257, Taiwan, R.O.C.

聯絡方式 | Contact Information

總經理湛翔智博士Hsiang-Chih Chan, Ph.D./President

[email protected]

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