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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
Confidential & Copyright by
離岸風電各階段供應鏈
June 13, 2017 離岸風場水下技術整合:環境監測及海上設施檢修3
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
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離岸風電水下技術服務商業模式
June 13, 2017 離岸風場水下技術整合:環境監測及海上設施檢修4
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
Confidential & Copyright by
臺灣離岸風場發展途徑及關鍵問題
June 13, 2017 離岸風場水下技術整合:環境監測及海上設施檢修5
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)
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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
June 13, 2017 離岸風場水下技術整合:環境監測及海上設施檢修6
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
Confidential & Copyright by
離岸風機支撐結構運維技術發展策略
June 13, 2017 離岸風場水下技術整合:環境監測及海上設施檢修7
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
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離岸風場海上設施維護策略
June 13, 2017 離岸風場水下技術整合:環境監測及海上設施檢修8
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
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離岸風機支撐結構監測維護技術整合
June 13, 2017 離岸風場水下技術整合:環境監測及海上設施檢修9
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
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創新技術整合服務經營方式
June 13, 2017 離岸風場水下技術整合:環境監測及海上設施檢修10
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
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離岸風電BOP-IRM & SHM技術供應整合
June 13, 2017 離岸風場水下技術整合:環境監測及海上設施檢修11
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
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離岸風機支撐結構運維的關鍵問題及因應策略
June 13, 2017 離岸風場水下技術整合:環境監測及海上設施檢修12
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