10月1日,廣西北海鐵山港區(qū),海風吹拂,碧空如洗。明黃的半潛式平臺靜泊在岸邊,超大容量風力發(fā)電機組矗立其上。隨著最后一支葉片與輪轂精準對接,全球首臺16兆瓦漂浮式風電機組——“三峽領航號”完成一體化組裝,并將啟程奔赴離岸70公里、50多米水深的位點目的地。
“三峽領航號”是中國海上風電向深遠海邁進的關鍵項目之一。其核心設備——風力發(fā)電機組,年發(fā)電量約4465萬千瓦時;其核心基礎——半潛式平臺,能抵抗17級臺風;其設計建造歷程,依靠協(xié)同攻關,打通了海上風電產業(yè)鏈全鏈條。
在極端環(huán)境下尋求動態(tài)平衡
在近海,風機主要靠堅固的樁基“站穩(wěn)”,抵抗風浪流。而在深遠海,風速可達73米每秒,浪高超過20米,傳統(tǒng)固定式基礎難以適應。為此,“三峽領航號”研發(fā)團隊提出“韌性”理念——不追求絕對穩(wěn)定,而是在極端環(huán)境下尋求動態(tài)平衡。
“我們把風機、浮體、系泊系統(tǒng)看作一個整體,既要考慮整體受到外部環(huán)境的作用,又要考慮彼此之間運動和力學的影響。”三峽上海院總工程師林毅峰說,這正是一體化設計的初衷。
從理念提出到雛形初現(xiàn),歷經10次方案迭代、5次浮體結構造型更新、數(shù)十項核心參數(shù)修正,研發(fā)團隊在摸索中,將一體化漂浮式風電機組仿真成型。
為了驗證理論,研發(fā)團隊將狂暴的南海風浪“搬”進實驗室。巨大的水池中,縮小近60倍的風機與浮體在模擬風洞下擺動,傳感器實時監(jiān)測平臺運動數(shù)據(jù),“啃”出平衡秘訣——主動壓載系統(tǒng)通過900噸水在三個水倉間流動,實現(xiàn)平臺傾斜不超過3度,風機始終保持在最佳出力角度。
從實驗室走到生產組裝一線,“剛性”到“韌性”的轉變,帶來顯著效益:單位兆瓦用鋼量下降近半,年發(fā)電量提升3%。
讓行業(yè)看到破局模式
我國南海季風盛、風浪頻。
在海風陣陣中,不到半小時,風機葉片即升至160米高度,176顆螺栓精準對接、逐一緊固。這背后是長達半年的周密準備。
“我們面臨施工窗口期緊張、成本管控壓力大、臺風防御難度高等五大核心挑戰(zhàn)!比龒{集團廣東分公司生產管理部副主任向君介紹。
全球80%以上的海上風能資源分布于水深超60米海域,我國50米水深海域風能儲量是近海的2至3倍。與歐洲海域相比,我國南海海床平緩、臺風頻發(fā)、海底地形復雜。
國外的經驗套不到中國的海上,只能堅持科技自主創(chuàng)新?蓡渭円揽渴袌觯y以自發(fā)形成創(chuàng)新生態(tài)!叭龒{領航號”的研發(fā)、制造與安裝,讓行業(yè)看到破局模式——“國家攻關、技術突破、成本下降、市場擴張”形成循環(huán),從要素驅動走向創(chuàng)新驅動,技術進步和產業(yè)升級走向可持續(xù)。
“從此前的‘引領號’到如今的‘領航號’,兩臺浮式風機均是國家科研出題、產業(yè)鏈協(xié)同攻關答題的生動實踐。”三峽能源副總經理、黨委委員呂鵬遠表示,“我們攻克了大葉輪、大容量機組、一體化仿真計算等一系列難題,不僅關鍵零部件實現(xiàn)100%國產化,還形成技術突破、裝備升級、產業(yè)發(fā)展、成本下降的良性循環(huán)。”
在這一模式中,三峽集團堅持集中連片、規(guī);_發(fā),系統(tǒng)規(guī)劃海域利用與電能送出通道。依托該項目,我國漂浮式風電在基礎結構、系泊系統(tǒng)、動態(tài)電纜和一體化設計等方面形成行業(yè)標準,“三峽領航號”也成為國內首個入級中國船級社的漂浮式設施,為漂浮式海上風電商業(yè)化開發(fā)蹚出一條路。
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