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海上风力发电
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海上风力发电（Offshore wind power），亦称海上风力能源，指在海洋或大型水域建设风力发电厂以产生电力的技术。与陆上风电相比，离岸风场享有更高风速与更稳定风向，使同等装机容量下发电量显著提升[1]。此类设施选址涵盖近岸浅水区（如湖泊、峡湾）至深水海域，目前主流采用固定式基础风机，而适用深水的浮式风机技术仍处发展阶段[2]。
海上风电因远离居住区，对景观与居民的影响较小，社会接受度普遍高于陆上风电[1]。根据全球风能理事会（GWEC）统计，2022年全球海上风电总装机容量达64.3吉瓦（GW），其中中国（49%）、英国（22%）与德国（13%）合计占全球75%以上[3]。英国1.4GW的Hornsea Project Two为现役最大单一风场，规划中的多格滩风场（4.8GW）与台湾彰化风场（2.4GW）将进一步刷新规模纪录[4]。
成本方面，海上风电长期高于陆上风电，但2019年全球平均成本已降至78美元/MWh，欧洲更于2017年实现与传统能源价格竞争[5][6]。其核心优势在于更高容量因数——海上稳定强风可使相同额定容量的风机年发电量提升50%以上[7]。尽管2020年时海上风电仅占全球发电量不到1%，但2010年代年均成长率超过30%，现已成为北欧电力系统重要组成部分。
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历史
欧洲是海上风电的世界领先者，1991年在丹麦安装了第一座海上风电场（Vindeby）[12] 。2009年，欧洲海上风机平均额定容量约为3 MW，未来风机容量预计将增至5 GW[12] 。
到2014年1月，已经在欧洲建设了69个海上风电场，年平均额定容量为482 MW[13] 。 欧洲海域海上风电场总装机容量达到6,562 MW[13]。英国迄今为止最大容量为3,681 MW。丹麦排在第二位，安装了127.1 MW，比利时排在第三位，总计571 MW。 其次是荷兰（247 MW），瑞典（212 MW），芬兰（26 MW），爱尔兰（25 MW），西班牙（5 MW），挪威（2 MW）和葡萄牙（2 MW））[13]。
在欧洲以外，中华人民共和国政府已经制定了到2015年安装海上风电装机容量5 GW的宏伟目标，到2020年将达到30 GW，这将超出其他国家的容量。 然而，2014年5月，中华人民共和国海上风电装机容量为565 MW[14] 。2016年中国海上风电装机容量增加到832 MW，其中636 MW是中华人民共和国制造[15]。
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挑战
垂直轴风力发电机
在海上风力发电装置须要有浮体结构把发电装置浮在海面高处，加上高耸的发电机组使得重心很高，浮体结构须有相对大体积，才能在起伏不定，甚至是风暴中的海面保持稳定。因此建构成本较岸上的高。 有研究指出，在海上风力发电的场合使用把垂直轴风力发电机会有较高的成本效益[26]。这是由垂直轴风力发电机的发电机组安装在近海面的位置，整体重心较低，较细小、平宜的浮体结构就已足够[26]。 此外，近海面的发电机组在维修时，维修人员不用在不完全稳定的海面登上高放，难度及时间也减少了。
该研究报报指出，在同样的成本下使用垂直轴风力发电机的海上风力发电会有比使用传统的水平轴风力发电机有更高的发电量。[26]
在2023年，有报道日本多家机构一起积极研究在海上风力发电中使用垂直轴风力发电机[26]。
展望
对2020年的预测估计，欧洲水域的海上风电场容量为40 GW，这将提供欧盟电力需求的4％[27]。欧洲风能协会（WindEurope）已经设定到2020年达到40 GW的目标，到2030年达到150 GW[12]。预计到2020年，全球海上风电装机容量将达到75 GW，其中有来自中国大陆和美国将显著的贡献。
经济合作与发展组织（OECD）预计，到2030年，海上风电将在2030年达到海洋经济的8％，其产业将雇用43.5万人，增加价值2300亿美元[28]。
各地的海上风电
台湾东部海域几无大陆棚，陡深的海深不适合发展海上风力发电，因此风机都建在西部的台湾海峡上。但台湾海峡经钻探发现海床沉积物主要成分为粉土和黏土，地底下80米仍未见岩盘[29]。此外，和欧洲北海的风场相比，台湾地震强又多，所以耐震是很重要的议题，在设计风机时需考量土壤液化和桩土互制等等[30]。目前台湾离岸风机都使用进口的发电机组[31]。
2019年4月，沃旭做出大彰化东南及西南第一阶段风场最终投资决定（final investment decision）后，也正式与西门子歌美飒签署供应合约，协力促成亚太首座、同时也是欧洲地区以外第一座风机机舱组装厂落脚台湾。[32]
根据经济部表示，台湾累计至 2023 年底已安装 283 座风力机，更完成 2.25GW 的风场建置，达成原定 2023 年海上风电设置的 2.03 至 2.43GW 目标。[33]
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参见
参考文献
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