深入探索浮動式離岸風電的世界

四個構成浮動式風力裝置的主要元件

浮動式基礎具備浮力和穩定性，能在風浪中浮動與維持穩定。固定式風機透過打入海底床的基樁提供垂直向上的支撐力，用以平衡風機重量向下的重力；而浮動式風機則是利用浮台基礎提供之浮力取代此垂直向上的支撐力，為整機系統提供所需之浮力，使系統能浮在水面上，同時在波浪與風力的作用下保持結構穩定度。

繫纜系統由繫纜繩跟錨定組成，主要負責將浮動式基礎固定在特定的位置。繫纜系統之設計也有助於控制海纜移動和應力負荷量；錨定則幫助繫纜繩固定在海床上。

浮動式風機透過陣列海纜與輸出海纜，將電力傳輸至岸上。有別於固定式風機的海纜是固定在海床上，浮動式風機是採用「動態海纜」，它比普通海纜更具韌性，能承受浮台基礎的移動，同時具有適當保護措施來控制接點的移動與負荷的應力。陣列海纜通常是採用懸垂或緩波式(lazy wave)配置。

就短期至中期而言，浮動式風場專案基本上將採與固定式風機相同的技術。然而，兩者間最大的差異在於風機與支撐基礎的互制程度。尤其浮動式基礎的設計，主要基於風機可以安全承受的移動量（即最大的傾斜度與加速度量），風機控制系統也為這些設計條件做出相對應的調整。

目前市場上大多數的浮動式基礎設計可分為五種通用

浮筒式基礎是依靠重力中心（CoG）和浮力中心（CoB）的差異來維持穩定，其結構設計使重心大幅低於浮心，意味浮動式基礎傾斜時，浮台基礎會像擺錘般移動並恢復垂直狀態。

此設計類似浮筒式基礎，但它不是單一結構，而是在浮體結構下方懸掛一個懸浮配重，因此重心低於浮心。

此設計能在水線面積（浮動式基礎在水線內的所在區域）維持穩定。當結構傾斜時，海水會淹沒部分體積，其他部分則會向上浮起，提供恢復力矩和整體浮力。 

此設計類似駁船式浮動基礎，利用三個或以上的支柱在水線面積維持穩定。

此設計主要依賴兩個作用力之間的差異取得平衡，即浮台基礎向上的浮力及垂直張緊式繫纜向下的拉力。

此系統通常設置於水深不超過500公尺的海域，並選用鏈條和(或)鋼絲繩作為繫纜繩。繫纜繩一大部份置放於海床上，當浮動基礎帶動懸纜向上移動時，繫纜重量會將其拉回原位，這個讓系統回到原本平衡狀態的作用力稱為「回復力」。

此系統通常設置於水深超過250公尺的海域，並使用合成纖維繩或鋼絲繩等輕型繫纜繩。由於繫纜繩不會接觸到海床，因此回復力是通過繫纜反覆拉伸和收縮產生；此系統產生「足印」 （footprint，繫纜系統在海床上所佔的面積）比懸纜式構造小很多。

此系統結合懸纜式和張緊式構造，僅有一小部分繫纜置放在海床上，並適用於所有水深。此系統的海床「足印」小於懸纜式構造，但大於張緊式構造。

此系統通常在水深超過120公尺的海域使用，這個結構只適用於張力腿式基礎（TLP）設計。此系統配置無法適用浮動基礎垂直位移範圍太大的狀況，繫纜材料為鋼絲繩/鏈條或合成纖維繩。並具有最小的海床「足印」。

大部分浮動基礎的設計都有繫纜系統，目的是讓浮台基礎維持在固定方向，這些設計使得風機能夠透過機艙偏航轉向系統（讓風機機艙360度旋轉的機制）對準風向，如同固定式風機一般。另一部分浮動基礎則採用轉塔式繫泊系統，即機組可以圍繞單點繫纜的連接點隨風擺動（旋轉）；在這樣的情況下，風機主要是依靠整個浮動基礎旋轉來對準風向。動態電纜通過電旋轉接頭連接風機塔，以實現不間斷的連接。

浮動式風機是以陣列式排列。風機、浮動基礎、繫纜系統、錨定及海纜在陣列中的位置由數個因素決定，例如風況、水深、繫纜類型及海床條件（斜坡、巨礫、土壤類型及障礙物等）。