台電月刊 - 打開電力新視野

應變疫情展韌性 揭秘離岸風電工程

705期

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採訪、文字—李宛澍、黃郁晴、紅藍創意團隊 攝影—海域風電施工處、輸變電工程處中區施工處、公眾服務處 協助—營建處、再生能源處、海域風電施工處、輸變電工程處中區施工處 審查—台電月刊編輯小組

作為打頭陣的示範風場,台電成立「海域風電施工處」(以下簡稱海工處)專責監造離岸一期風場新建工程。受到新冠疫情衝擊,策略與行動須隨之調整,海工處全體同仁頂著壓力逆風前行,終於在今(2021)年6月,順利完成21部風機架設相關工程,8月27日完成初始併聯,待測試完成、接受調度後,將寫下再生能源從陸地走向海洋的新里程。

「離岸風電一期對台電來說,有許多全新挑戰,這是台電第一次做離岸風電,也是電力從陸地走向海洋的開端。台電離岸一期的成功,將為之後陸續進場的開發商,樹立起良好典範,扮演臺灣離岸風電火車頭的角色。」海工處潘元章處長如此說。

海工處精實隊伍 離岸風電破浪揚帆

電力從陸地走向海洋,精鍊了海工處同仁在海事工程的軟、硬實力。成立於2016年的海工處是約一百人的精實團隊,班底為前青山施工處,並因應海上風電工程招募新血,這也是台電第一次招考海事人員,除了成立「海運組」協調船隻聯繫與海域氣象監看,更透過「基本能力建構會議」,讓同仁漸進養成海上監造與檢驗的能力。

台電離岸風電一期工程由比利時商楊德諾(Jan De Nul)與日商日立(Hitachi)共同承攬,由於外商對採購法及公共工程規範不熟悉,為了確保契約保險認知,台電借重海事擔保調查單位MWS(Marine Warranty Survey)參與工程,審核無缺失後才會簽發COA(Certificates of Approval)核准施工,嚴格把關工程品質。

為了工作安全,登上工作船的人員都必須先經過國際風能組織(Global Wind Organization,GWO )的急救、高空作業、消防、海上求生等基本安全訓練,取得證書後才可登船。因新冠疫情爆發,除了既有的設計監造工作,海工處同仁還首次經辦外國人員商務履約等事務。第三檢驗隊的林俊昌經理說:「以前我們只管發電就好,現在不僅要學著看海域氣象,甚至還要管理一艘船,這些都是全新的學習。」

專用碼頭東南亞最大 離岸風機堅實後盾

離岸風電的主場雖在海上,但陸域的前置作業與電網併聯同樣重要。離岸風機包括:鋼管樁、套筒桁架、風機塔架、風機機艙、葉片五大部件。由楊德諾負責水下基礎的鋼管樁、套筒桁架,在海外工廠生產組裝,經通關檢驗後直接運往風場施工。21部風機共需要84支鋼管樁,其中有4支由屏東「銘榮元公司」製造,這也是風電產業國產化的第一步。為此,海工處特派精通電銲的同仁駐廠,經測量後,這4支鋼管樁的標準值,甚至比國外製還精密,顯見臺廠在風電產業的隱藏實力,奠立本土化的根基。

除了下部結構外,由日立公司負責的21架風機塔架、機艙及葉片主體,則是在陸地完成塔架組裝後,再直立吊掛於船上運至風場施工。台電與臺中港務分公司攜手將臺中港5A及4C碼頭共7公頃空間,打造為東南亞最大的離岸風電專用碼頭,即風機的「預組裝場」。一部風機包括葉片、塔架、機艙、電氣模組,整體重量將近1千噸,其中高66.8公尺的塔架就重達360公噸,機艙加上葉片也有380公噸,5A碼頭為了符合重件吊裝的規範,前30公尺還特別強化至可承載50噸/每平方公尺的力量。

2020年因新冠疫情導致裝機時程延遲,為預防海邊的東北季風對設備造成損害,台電特別要求承攬商提出「度冬計畫」,針對預組裝場的風機設備加嚴防護、除濕,海上的水下基礎也加裝助導航燈以保障船隻航行安全。嚴密的保護措施,讓風機安然度過嚴峻的冬天。

雖然海上工程因疫情影響而延遲,但陸域工程卻絲毫沒有停下腳步。離岸風電海纜於彰化芳苑上岸後,由13公里長的陸纜接續到既有的大城變電所再併入台電電網。2020年7月,海工處超前部署完成陸上變電工程,項目除了陸纜鋪設,還包括大城變電所新設變壓器、開關設備和緊急電源,及配備有數據採集與監控系統 (Supervisory Control and Data Acquisition,SCADA) 的控制室等。因應風力發電的間歇特性,大城變電所也成為台電首座安裝電壓補償設備「靜態無效電力補償器」(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的變電所,以穩定電壓及優化再生能源功率潮流。

風機設計因地制宜 惡浪作業考驗膽識

「離岸風電在歐洲雖已經發展成熟,因應臺灣氣候,風機設計因地制宜。這些細節若能悉心考量,日後就能減少運維成本。」潘元章處長表示。

第一檢驗隊蔡殿豐經理舉例,臺灣夏天吹西南風、冬天吹東北風,海流方向剛好相反,他便將設置海氣象觀測塔的經驗應用於風機塔架,在契約中要求風機塔架的下部結構必須設置兩個不同方向的爬梯,以增加成功登塔的機率。為了臺灣環境而做的改變,承攬商起初無法理解,實際登塔後也驗證台電建議的設計確實大有助益。

「風速」及「浪高」是海上施工的兩大安裝限制。每年10月到隔年3月東北季風影響臺灣最劇,不利海事工程進行。然而為了力拼施工進度,去(2020)年底台電與承攬商協調後,透過引進架設有「動態補償舷梯」的施工船Grand CanyonⅡ,作為試運轉人員運輸及登上風機塔架的通道使用,才能順利完成2部風機架設與試運轉作業。

參與其中的機械組蘇明鈺機械檢驗員,本身具有海軍經歷,也是第一位透過動態補償舷梯登塔的台電人員。回想去年乘風破浪的驚險經驗,他說:「動態補償舷梯雖然平穩,但若遇上突來的大浪,舷梯可能會瞬間縮回,若時間差有絲毫差池,你的生命可能沒有第二次機會!」幸好,在承攬商與海工處共同努力下,2020年底終於在風浪中完成21組下部結構安裝、輸出海纜及部分陣列海纜敷設,也完成去年彰化地區離岸風場中唯二送電的2部風機,將離岸風電進度推進一大步。

全員隔離 全船消毒 灰船變白船

2020年1月起,全球新冠疫情蔓延,包括台電離岸一期的所有離岸風電工程均受到嚴重影響。由於施工船以外籍人士為主,為減輕人員檢疫措施對離岸風電開發計畫的影響,營建處積極與各政府單位協調溝通,爭取兼顧防疫措施與工期的作法;海工處也以臨時性任務編組方式,成立「防疫四大組」分工管理防疫事務。包括:「海運組」負責管理船隻回報機制,「土建組」負責管理出入境名單,「機械組」負責低風險船舶補給與人員管控,「第三檢驗隊」負責防疫旅館關懷工作。自2021年5月臺灣進入三級警戒至今二級警戒,防疫四大組皆積極協助承攬商各項作業進度,讓外籍工作人員能安心、安全地完成任務。

在經濟部能源局監督下,從2020年至今風場共有7艘工作船以「全員隔離檢疫、全船消毒」的方式,由具高風險的「灰船」轉為低風險的「白船」。今年試運轉工作船MMA Pride及佈纜船Connector,也依循全員檢疫方式交換人力,維持工程進度。

國際溝通隨堂考 應變+體己化解危機

台電在離岸風電一期的角色是監造,登船的台電人員負責監督工程是否符合合約,並將進度回報岸上。由於施工船上幾乎都是外籍技師,所有監造同仁都不約而同表示:「英文能力很重要!」尤其當現場出狀況,必須第一時間獲得訊息時,流暢的英文能力極具優勢。此外,船上也有外國顧問作為中介,可擔任監造與施工單位間的溝通橋樑。

蘇明鈺透露,有次因機械設備出現不可預期的作動導致工程停擺,身為監造的他急於關切,但承攬商只是不斷請他等待報告,無法即刻提供訊息。當時船上氣氛緊繃,連平時會跟他打招呼的外國工程師也繞道而行,無奈的他只能細心觀察,旁敲側擊詢問基層人員,試圖掌握狀況。幸好最後問題順利解決,承攬商在會議中詳加說明,還請他以業主的身分用英文即席演講的方式給外國工作團隊來點鼓勵與打氣,解除幾日「諜對諜」的沉重氣氛。「台電以監造者的身分登船,就是要善盡職守,即使遇上狀況,廠商也不敢隱瞞或拖延,這即是監造的意義。」蘇明鈺說。

負責海纜工程的第三檢驗隊曾昱弦電機檢驗員,是台電首次以海事專長招考的同仁。曾有跑船經驗的他,對於海上生活並不陌生,去年因疫情的緣故,他在施工船上整整待了40天之久。他說:「海上工作要撐過暈船、怕水、懼高,還要忍受通訊不佳等不確定性,並非人人都能適應。」

土建組的吳柏緯土木檢驗員是積極爭取上船、勇於挑戰海上工作的工程師之一。去年登上打樁船後他輪值夜班,由於遲遲無法調整作息,加上船上綿延不斷的打樁聲,讓實際睡眠僅剩2、3小時,「原本想說忍受7天就能下船,最後卻因檢疫規定待了14天才下船,滋味真的刻骨銘心。」然而,當主管詢問是否有意願再度上船,他仍毫不猶豫答應,只因身為幕僚單位的土建組很少有監造機會,他樂於在第一線學習,也珍惜這段難得海上工作時光。

在疫情影響下,海工處挺過工期延宕的壓力,順利推進風機架設、海纜舖設及陸纜變電設施工程,試運轉階段更是戰戰兢兢,為品質嚴加把關。未來接受調度,加入供電行列 後,海工處累積的技術經驗以及21部風機的完整履歷表,都將成為台電的珍貴資產,進而將寶貴經驗分享給其他離岸風電開發商,讓我國的離岸風電產業整體提升。

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