台湾浮式海上风电与浮力储能系统(BEST)整合的可行性研究：系统响应与经济性评估

为应对风电波动性与台湾夏冬电力供需失衡问题，台湾研究团队创新性地将浮力储能技术(BEST)与国际能源署15-MW浮式风机结合，在台湾新竹海域开展实证研究。通过设计120个BEST单元，实现小时级100%和日级20%的1241.87 GWh储能需求覆盖，储能成本低至0.74 USD/kWh，验证了浅海应用可行性，为离岸风光储一体化提供新范式。

　　

（论文解读）
全球气候危机背景下，台湾将海上风电作为能源转型核心，计划2035年实现15 GW装机。然而风电的间歇性与台湾特有的"夏高冬低"用电负荷曲线形成尖锐矛盾——夏季用电高峰时风电出力不足，冬季风况最佳时却面临大量弃风。现有锂铁电池(LiFePO₄)和抽水蓄能分别存在循环寿命短和地理限制问题，而深海适用的压缩空气储能(OCAES)等技术在台湾平均不足100米的浅海大陆架难以施展。

台湾大学团队在《Ocean Engineering》发表的研究另辟蹊径，选择浮力储能技术(BEST)这一新兴方案。该技术通过调节浮体体积实现能量存储，具有能量密度高(与水深和浮体体积正相关)、效率稳定(充放电温差小)、适应不同水深等优势。研究人员以Hunt等人设计的深海BEST系统为蓝本，针对台湾新竹海域的"九降风"场址开展本土化改造，创新性地提出浅海应用方案。

关键技术包括：(1)基于国际能源署15-MW风机和台湾海峡风资源数据计算储能需求；(2)设计含120个BEST单元的阵列布局，单个单元功率32.26 MW；(3)采用系统响应分析法评估水平投影面积和垂直位移等动态参数；(4)建立平准化储能成本(LCOS)模型；(5)基于失效模式分析工程风险。

【系统集成设计】
通过分析40台IEA 15-MW风机的年出力曲线，计算出场址需1241.87 GWh储能容量。BEST单元采用模块化设计，在65×55米海域布置120个单元，可满足小时级循环的100%需求和日级循环的20%需求。动态仿真显示，浮体水平投影面积和20米垂直位移均符合安全阈值。

【经济性评估】
小时级运行场景下，当容量系数从6.65%提升至20%时，LCOS从2.21 USD/kWh降至0.74 USD/kWh。相比锂离子电池(约150 USD/kWh)和压缩空气储能(约100 USD/kWh)，BEST展现出显著成本优势，尤其适合台湾浅海中等水深条件。

【风险分析】
失效模式表明，大体积浮体容器风险等级最高，需重点优化其疲劳特性。而电气系统、锚固装置等风险可控，验证了BEST在台湾海峡环境下的工程可行性。

该研究首次证实BEST在浅海风电场的适用性，其创新点在于：(1)突破传统BEST的深海应用限制，开发出<100米水深的适配方案；(2)提出"风电-浮力储能"协同调度策略，缓解台湾季节性能源错配；(3)建立涵盖技术-经济-风险的完整评估体系。未来研究可进一步优化浮体材料防腐性能，并探索与波浪能等多元海洋能源的联合运行模式。