1. Introduzzjoni
Fl-isfond ta' fokus globali fuq l-iżvilupp ta' ekonomija ta'-karbonju baxx u l-mira proposta taċ-Ċina ta' "-karbonju doppju", l-enerġija mir-riħ, bħala sors ta' enerġija rinnovabbli nadifa u sostenibbli, saret punt fokali għall-gvernijiet u l-ġganti tal-enerġija madwar id-dinja. Bil-kostruzzjoni kontinwa ta 'farms tar-riħ fuq l-art, teknoloġija dejjem aktar matura, u spejjeż li qed jonqsu, l-enerġija mir-riħ fuq l-art żviluppat malajr, b'kapaċità globali ta' enerġija mir-riħ fuq l-art li għadha kif ġiet installata li tilħaq 61.8 GW fl-2019 biss. Madankollu, limitat minn art sfruttabbli fuq l-art u riżorsi ta 'enerġija mir-riħ, l-enerġija mir-riħ offshore gradwalment saret xejra ta' żvilupp. B'mod partikolari, iż-żoni kostali tax-Xlokk taċ-Ċina huma żviluppati ekonomikament, għandhom grilja tal-enerġija-stabbilita sew, u riżorsi abbundanti tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut, li jagħmluhom adattati ħafna għal żvilupp fuq skala kbira- u konnessjoni tal-grilja tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut.
2. L-Istatus kurrenti tal-Industrija tal-Enerġija mir-Riħ Offshore
Fl-2020, il-kapaċità globali tal-enerġija mir-riħ offshore konnessa ġdida qabżet is-6 GW, bejn wieħed u ieħor l-istess bħal fl-2019. Għaxar snin qabel, fl-2010, il-kapaċità globali tal-enerġija mir-riħ offshore installata ġdida kienet inqas minn 1 GW. Sadanittant, il-proporzjon tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut fil-kapaċità globali tal-enerġija mir-riħ installata ġdida żdied ukoll minn 2.5% fl-2010 għal 7%.
2.1 Istatus kurrenti u Xejriet tal-Industrija tal-Enerġija mir-Riħ Offshore Overseas
F'termini tal-klassifikazzjoni tal-pajjiżi skont il-kapaċità installata ġdida, l-aqwa ħames swieq tal-enerġija mir-riħ offshore globalment fl-2020 kienu ċ-Ċina, l-Olanda, il-Belġju, ir-Renju Unit u l-Ġermanja. L-esperti tal-industrija jbassru li s-suq globali tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut se jesperjenza rata medja ta’ tkabbir annwali ta’ aktar minn 30% bejn l-2020 u l-2025. Din il-valutazzjoni hija bbażata fuq ir-raġunijiet li ġejjin:
01
It-tnaqqis rapidu fl-ispejjeż tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut huwa dovut għad-daqs dejjem jiżdied tat-turbini tar-riħ lil hinn mix-xtut (ara l-Figura 2-1), li jistgħu jiffrankaw b'mod sinifikanti l-investiment bil-quddiem u l-ispejjeż sussegwenti tal-operat u l-manutenzjoni.
Figura 2-1 Xejriet ta' Żvilupp Globali ta' Turbini tar-Riħ Offshore
Sors tad-dejta: GWEC Market Data Platform, Awwissu 2020
02
Bil-gvernijiet madwar id-dinja jgħollu l-miri tagħhom għall-iżvilupp tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut, is-swieq Asjatiċi taċ-Ċina, il-Vjetnam, il-Ġappun u l-Korea t'Isfel huma mistennija li jaraw tkabbir mgħaġġel. Fis-suq Ewropew, minbarra l-pajjiżi tal-Ewropa tal-Punent li jkomplu jiżviluppaw b'mod vigoruż l-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut, il-pajjiżi tal-Ewropa tal-Lvant se jibdew ukoll il-kostruzzjoni ta 'faċilitajiet tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut. Barra minn hekk, l-ewwel farm tar-riħ fuq skala kbira-offshore fl-Istati Uniti se jkun konness mal-grid fl-2023.
03
L-industrijalizzazzjoni tal-enerġija mir-riħ li jżomm f'wiċċ l-ilma (ara l-Figura 2-2) se jkollha firxa usa 'ta' applikazzjonijiet minħabba li l-istruttura tal-pedament li jżomm f'wiċċ l-ilma hija adattata għal żoni tal-baħar fond b'fond ta 'ilma ta' 50 sa 200 metru. Skont ir-Rapport Dinji tal-Enerġija, il-kapaċità installata globali tal-enerġija mir-riħ f'wiċċ l-ilma se tilħaq 8 sa 10 GW sal-2030.
Figura 2-2 Dijagramma skematika ta' farm tar-riħ 'il barra mix-xtut f'wiċċ l-ilma
2.2 L-Istatus kurrenti tal-Industrija tal-Enerġija mir-Riħ Offshore taċ-Ċina
L-industrija tal-enerġija mir-riħ offshore taċ-Ċina bdiet relattivament tard, iżda l-iżvilupp tagħha f'dawn l-aħħar snin kien estremament rapidu. Mill-2018, il-kapaċità tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut installata ġdida taċ-Ċina wasslet b'mod konsistenti lil pajjiżi oħra. B'mod partikolari, fl-2020, il-kapaċità tal-grilja konnessa ġdida taċ-Ċina qabżet it-3GW għall-ewwel darba. Ibbażat fuq il-kapaċità installata kumulattiva, iċ-Ċina qabżet lill-Ġermanja biex saret it-tieni -l-akbar suq tal-enerġija mir-riħ offshore fid-dinja sa tmiem l-2020. Skont stimi bbażati fuq ir-rati ta 'tkabbir tal-enerġija mir-riħ offshore f'diversi pajjiżi, iċ-Ċina ssostitwiet ir-Renju Unit bħala l-akbar suq tal-enerġija mir-riħ offshore fid-dinja fl-2021.
2.2.1 L-iskala tal-kapaċità installata u l-konnessjoni tal-grilja qed tkompli tikber.
Is-Shanghai Donghai Bridge Offshore Wind Power Project, l-ewwel proġett ta 'enerġija mir-riħ offshore fuq skala kbira taċ-Ċina, li beda fl-2006 u beda l-kostruzzjoni fl-2008, installat b'suċċess 34 unità ta' turbini tar-riħ offshore ta '3MW prodotti domestikament, b'kapaċità installata totali ta' 102MW, u b'hekk fetaħ il-preludju għall-iżvilupp tal-enerġija mir-riħ offshore fiċ-Ċina.
Fl-2016, l-Amministrazzjoni Nazzjonali tal-Enerġija ħarġet it-13-il Ħames -Pjan ta 'Ħames Snin għall-Iżvilupp tal-Enerġija mir-Riħ u introduċiet serje ta' politiki favorevoli maġġuri biex tinkoraġġixxi l-iżvilupp tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut, li jfisser ukoll li l-iżvilupp tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut fiċ-Ċina mxiet minn "dimostrazzjoni tal-proġett" għal "żvilupp mgħaġġel".
Fl-2020, proġetti ta 'enerġija mir-riħ offshore daħlu f'perjodu kritiku ta' installazzjoni għaġla. Skont l-istatistika, 30 proġett kienu qed jinbnew fl-istess ħin fl-ewwel nofs tas-sena, b’kapaċità installata ta’ 12,972,800 kilowatt, inklużi 11-il proġett li għadhom kif bdew u 3 proġetti li kienu kompletament konnessi mal-grid.
2.2.2 Il-kapaċità ta' unità waħda tat-turbini tar-riħ qed tiżdied minn sena għal sena.
Skont dejta mill-aħħar tal-2019, f'termini ta 'kapaċità ta' unità waħda, unitajiet ta '4MW għandhom l-akbar kapaċità installata kumulattiva, filwaqt li 5MW sar il-mudell mainstream għal proġetti ta' enerġija mir-riħ offshore (ara l-Figura 2-3).
Fit-12 ta 'Lulju, 2020, l-ewwel turbina tar-riħ ta' 10MW taċ-Ċina kienet konnessa b'suċċess mal-grilja u ġġenerat l-elettriku fil-farm tar-riħ offshore ta 'Xinghua Bay fil-Fujian Province, li stabbilixxa rekord ġdid għall-kapaċità ta' turbina tar-riħ offshore waħda fiċ-Ċina. Mill-perspettiva tal-pjanijiet ta 'żvilupp tal-manifatturi tat-turbini tar-riħ, 8MW sar punt ta' tluq ġdid, u turbini tar-riħ fuq skala kbira -offshore ta '10MW u aktar ġew elenkati bħala mudelli ta' żvilupp ewlenin.
Figura 2-3 Perċentwal tal-Kapaċità tat-Turbina tar-Riħ Offshore fiċ-Ċina fi tmiem l-2019
2.2.3 Il-kostruzzjoni tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut qed tiċċaqlaq gradwalment minn ilmijiet baxxi qrib ix-xatt għal żoni tal-baħar fond-u tal-baħar fond-.
Sa tmiem l-2019, il-kapaċità totali approvata tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut fiċ-Ċina laħqet 35 miljun kilowatt. Fosthom, Jiangsu u Guangdong kellhom kapaċitajiet approvati li jaqbżu l-10 miljun kilowatts, filwaqt li Fujian u Zhejiang kellhom kapaċitajiet approvati li jaqbżu t-3 miljun kilowatt. Ir-riżorsi disponibbli qrib-x-xatt għall-iżvilupp futur huma limitati, filwaqt li ċ-Ċina għandha żona vasta ta' ilmijiet tal-baħar fond-sfruttabbli, li huma mistennija li jsiru l-fokus tal-iżvilupp tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut fil-futur.
3. Rekwiżiti tal-ħardwer għal swiċċijiet Ethernet industrijali f'farms tar-riħ lil hinn mix-xtut
It-turbini tar-riħ 'il barra mix-xtut u s-substations 'il barra mix-xtut huma mibnija għexieren ta' kilometri 'l bogħod mill-art, f'ambjenti estremament ħorox. Dan ipoġġi talbiet għoljin ħafna fuq it-tagħmir, speċjalment it-tagħmir tal-komunikazzjoni ċentrali, primarjament dwar l-affidabbiltà, ir-reżistenza għall-isprej tal-melħ, temperaturi għoljin u baxxi, u interferenza elettromanjetika. Barra minn hekk, il-manutenzjoni tat-tagħmir lil hinn mix-xtut hija ristretta mit-temp, ir-regolamenti marittimi, u l-iskjerament tal-bastimenti, li jagħmlu kemm il-manutenzjoni ta 'emerġenza kif ukoll dik ta' rutina eċċezzjonalment diffiċli, b'ħin ferm imprevedibbli. Dan ipoġġi talbiet estremament għoljin fuq l-operat stabbli u affidabbli ta 'swiċċijiet Ethernet.
3.1 Rekwiżiti ta' affidabbiltà
Diversi indikaturi ewlenin tal-affidabbiltà tat-tagħmir:
1) Ħin Medju Sa Falliment (MTTF)
2) Ħin Medju Bejn Ħsarat (MTBF)
3) Ħin Medju għat-Tiswija (MTTR)
3.1.1 Indikatur MTBF
Wieħed mill-indikaturi tal-prestazzjoni l-aktar importanti għal swiċċijiet Ethernet industrijali huwa l-Mean Time Between Failures (MTBF). L-aktar standards aċċettati u awtorevoli huma MIL-HDBK-217, GJB/Z299B, u Bellcore. Ħafna mill-marki barranin ta 'swiċċijiet industrijali jużaw il-MIL-HDBK 217F Amerikan bħala standard ta' referenza u jimpjegaw testijiet HALT (High-Accelerated Life Test) u HASS (High-Accelerated Stress Screening) waqt l-R&D u l-ittestjar tal-produzzjoni biex jivverifikaw jekk l-MTBF tal-prodott jissodisfax ir-rekwiżiti tad-disinn. L-MTBF tal-biċċa l-kbira tas-swiċċijiet Ethernet industrijali huwa ta 'aktar minn 20 sena, u xi wħud saħansitra jaqbżu l-50 sena.
HALT (Testjar tal-Ħajja Aċċellerat ħafna) jintuża prinċipalment fl-istadju tad-disinn ta 'riċerka u żvilupp tal-prodott. Huwa effettiv biex jesponi difetti potenzjali fil-prodotti u huwa metodu ta 'ttestjar importanti għall-inġiniera tad-disinn biex itejbu l-affidabilità tal-prodott.
HASS (Highly Accelerated Stress Screening) huwa proċess ta' screening ta' stress għoli-aċċellerat imwettaq fuq il-linja ta' produzzjoni wara li l-prodotti jkunu għaddew mit-test HALT biex jiddeterminaw il-limiti operattivi jew distruttivi tagħhom. 100% tal-prodotti huma meħtieġa biex jipparteċipaw fl-iskrinjar. L-għan tiegħu huwa li jiżgura li l-prodotti manifatturati huma ħielsa minn kwalunkwe difett moħbi, jew għall-inqas li jidentifika u jsolvi dawn id-difetti qabel ma l-prodotti jitilqu mill-fabbrika. HASS juża stress aċċellerat biex isib prodotti difettużi fi żmien qasir, iqassar iċ-ċiklu ta 'azzjoni korrettiva, u jidentifika prodotti bl-istess problemi.
3.1.2 Indikatur MTTR
Ir-rekwiżiti tipiċi għas-siti tal-farms tar-riħ lil hinn mix-xtut huma: Mean Time To Repair (MTTR) ipprovdut mill-manifattur, li ġeneralment huwa 0.5 sa 1 siegħa meta l-ħin tal-appoġġ tal-ġestjoni u l-ħin tal-kunsinna ma jiġux ikkunsidrati; u l-ħin għad-dijanjosi (jew l-ispezzjoni) u l-aġġornament ta 'plakek difettużi għandu jkun inqas minn 30 minuta.
Jekk swiċċ industrijali jesperjenza falliment tal-hardware, u jekk il-ħin tal-appoġġ tal-ġestjoni u l-ħin tal-kunsinna ma jiġux ikkunsidrati, u sostituzzjoni sempliċi biss hija meħtieġa, f'ħafna każijiet, il-prodott tal-iswiċċ industrijali jista 'jiġi sostitwit fi żmien siegħa, li jissodisfa r-rekwiżiti tal-MTTR tal-klijent.
3.2 Rekwiżiti ta 'reżistenza għall-korrużjoni
Karatteristika ewlenija tal-ambjent operattiv tal-baħar hija l-livell għoli tal-bexx tal-melħ. Prodotti ta 'swiċċ Ethernet industrijali għandhom jipprovdu disinn ta' kisi protettiv tal-bord taċ-ċirkwit biex jiksbu livell ta 'protezzjoni G3 u jikkonformaw bis-sħiħ mar-rekwiżiti tal-istandards ISA -S71.04-1985 (klassifikazzjoni G3- Hash Group A) u EN60068-2-60 Metodu 4 sabiex joperaw b'mod stabbli u affidabbli għal żmien twil fl-ambjent tal-baħar ħarxa.
Il-farms tar-riħ 'il barra mix-xtut bikrija esperjenzaw għadd kbir ta' ħsarat fl-iswiċċ. Malli fetħu l-casings tas-swiċċ, instabu marki viżibbli tal-ħruq fuq il-bords taċ-ċirkwiti. Raġuni waħda għal dan kienet li dawn is-swiċċijiet ma kellhomx kisja protettiva.
3.3 Rekwiżiti ta 'temperatura għolja u baxxa
Minħabba li farms tar-riħ offshore differenti jinsabu f'latitudnijiet differenti, il-kundizzjonijiet klimatiċi tagħhom ivarjaw ħafna. Pereżempju, fix-xitwa, l-inqas temperatura fil-farm tar-riħ offshore Zhuanghe f'Dalian tista 'tilħaq -15-il grad Celsius, filwaqt li fis-sajf, l-ogħla temperatura fil-farm tar-riħ offshore Xuwen f'Zhanjiang tista' tilħaq 38 grad Celsius. It-temperatura ġewwa t-torrijiet tat-turbini tar-riħ tista 'tkun saħansitra ogħla mit-temperatura ta' barra. Għalhekk, rekwiżiti għoljin ħafna huma mqiegħda fuq it-temperatura operattiva normali ta 'swiċċijiet industrijali.
Għalkemm il-biċċa l-kbira tal-manifatturi tal-iswiċċijiet industrijali fis-suq jelenkaw it-temperaturi operattivi tal-iswiċċijiet tagħhom bħala -40 grad sa +70 grad , jew saħansitra -40 grad sa +85 grad , dawn iċ-ċifri huma derivati minn testijiet tal-laboratorju-qasir. Pereżempju, ir-rekwiżiti tal-ittestjar ta 'istituzzjoni tal-ittestjar domestika ta' fama jispeċifikaw li f'ambjenti ta'-temperatura għolja, is-swiċċ, waqt li jkun mixgħul, għandu jitqiegħed fiċ-ċentru ta 'kamra tat-test ambjentali, u t-temperatura għandha titla' għal 70 grad u tinżamm għal sagħtejn. L-apparat għandu jaħdem b'mod normali fi +70 grad , u r-rata tal-ħażna u l-quddiem għandha tilħaq il-100%. Jekk dan ir-rekwiżit jintlaħaq, is-swiċċ huwa kkunsidrat合格 (kwalifikat/aċċettabbli).
Ir-rekwiżiti tekniċi għall-istess ambjent ta'-temperatura baxxa huma kif ġej: L-iswiċċ, waqt li jkun mixgħul, jitqiegħed fiċ-ċentru ta' kamra tat-test ambjentali, u t-temperatura titbaxxa għal -40 grad u mbagħad tinżamm f'dik it-temperatura għal sagħtejn. L-apparat għandu jaħdem b'mod normali f'-40 grad , b'rata ta' ħażna u trasferiment ta' 100%; għandu wkoll ikun jista 'jibda normalment f'-40 grad. Jekk dawn ir-rekwiżiti jiġu sodisfatti, huwa kkunsidrat 合格 (kwalifikat/aċċettabbli). Għalhekk, it-test jivverifika biss jekk jistax jaħdem b'mod stabbli għal sagħtejn taħt din it-temperatura estrema.
Filwaqt li swiċċijiet industrijali fil-farms tar-riħ lil hinn mix-xtut m'għandhomx għalfejn jifilħu temperaturi estremi bħal dawn, għandhom joperaw kontinwament għal perjodi estiżi f'ambjenti ta 'temperatura ħarxa, u jistgħu saħansitra jkunu soġġetti għal effetti avversi addizzjonali minn ambjenti esterni oħra. Biss swiċċijiet industrijali li jkunu għaddew it-test taż-żmien jista 'jingħad li jissodisfaw ir-rekwiżiti ta' temperatura għolja u baxxa tal-farms tar-riħ offshore.
(Biex tkompli)