海上风电生产的未来：尾流与气候影响

未来几十年内，海上风电的快速部署预计将有助于实现气候目标。鉴于海上风电机组寿命为25-30年，且新的海上租约期限长达60年，在风电场规划阶段考虑潜在风能资源的长期变化至关重要。这些变化可能源于多种因素，包括气候变化和尾流引起的功率损失增加。在本工作中，我们针对德国湾内21个风电场组成的案例，研究并比较了风电功率长期变化的这两种来源。与先前研究一致，我们发现在高排放RCP8.5情景下，到21世纪末，与历史时期相比，气候变化导致风能资源小幅但显著的减少，七个气候模型集合的平均功率减少2.1%。为评估因风电场日益密集建设导致的尾流损失影响，我们使用工程尾流模型模拟了德国湾地区对应于2010-2023年不同建设阶段的尾流效应。通过识别风电场集群，我们将尾流效应分解为远距离（集群间）、中距离（集群内）和近距离（场内）效应。集群间尾流损失从2010年情景的0%增加到2023年情景的2.5%，集群内损失也从0%增加到2.5%，而场内损失相对恒定，约为13%。虽然尾流效应的演变在短期内的影响超过了气候效应，但两者都是重要因素。我们还发现了气候与尾流效应之间存在交互作用的证据。因此，在资源评估和风电场规划中，必须同时考虑气候变化和不断演变的尾流效应。