7月3日，全球單體容量最大的漂浮式風(fēng)電平臺“明陽天成號”在廣州南沙正式完成安裝，這也是全球首個在一個漂浮式基礎(chǔ)上安裝兩座風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電平臺，總?cè)萘窟_(dá)到16.6兆瓦。

據(jù)測算，“明陽天成號” 正式投運(yùn)后，平均每年可發(fā)電約5400萬度，能滿足3萬戶三口之家一年的日常用電。

創(chuàng)新性雙風(fēng)機(jī)設(shè)計，展現(xiàn)中國制造實力

“明陽天成號”由一個漂浮在海面上的“Y”字形漂浮式基礎(chǔ)以及安裝矗立在“Y”字形中心連接點(diǎn)上的一個“V”字形塔架構(gòu)成。

完工效果圖

在“Y”字形漂浮式基礎(chǔ)的三個端點(diǎn)上各有一個橄欖球形浮筒，而在“V”字形塔架的兩端則是2臺風(fēng)機(jī)，再加上黃白相間的涂裝，使整座平臺看上去像一座“海上摩天輪”，美麗又科幻，與傳統(tǒng)的“風(fēng)車”造型的海上風(fēng)電平臺有著鮮明的不同。

“隨著淺海的海上風(fēng)電發(fā)展逐漸飽和，深遠(yuǎn)海就成為全球海上風(fēng)電發(fā)展的趨勢。”明陽集團(tuán)漂浮式風(fēng)機(jī)設(shè)計平臺總設(shè)計師王超介紹，要走向深遠(yuǎn)海就會面臨兩大挑戰(zhàn)：第一，深遠(yuǎn)海會有更加惡劣、極端的海洋環(huán)境，比如臺風(fēng)，極端的海況海浪等；第二，更高的成本造價。抗風(fēng)浪、降成本，成為漂浮式風(fēng)電平臺必須解決好的兩個問題。

“明陽天成號”的漂浮式基礎(chǔ)長117米，寬105米，高39.5米，總重8000多噸，是整座平臺在深遠(yuǎn)海“安身立命”的關(guān)鍵。據(jù)介紹，為提升產(chǎn)品市場競爭力，該平臺并未采用海洋工程中常見的純鋼結(jié)構(gòu)形式，而是選用鋼混結(jié)構(gòu)，這一改變不但可以提高建造效率，還可以降低成本達(dá)50%以上。

“整個漂浮基礎(chǔ)由34個混凝土管節(jié)組成。因為混凝土結(jié)構(gòu)分成一個個管節(jié)，可以在陸地上進(jìn)行批量化制造，建造效率更高。而且高強(qiáng)度水泥的成本要比鋼的成本低，可以有效地把風(fēng)機(jī)的造價給降下來。”中國船舶黃埔文沖漂浮式風(fēng)電平臺項目經(jīng)理蔣巍說。

漂浮式風(fēng)電平臺浮于海面之上，必須依靠系泊鏈固定，就像船的錨鏈一樣。傳統(tǒng)的漂浮式風(fēng)電平臺采用多點(diǎn)系泊，多個鏈條從多個方向固定平臺，而“明陽天成號”創(chuàng)造性地采用單點(diǎn)系泊，只固定“Y”字形漂浮式基礎(chǔ)上的一個點(diǎn)。

“采用單點(diǎn)系泊，臺風(fēng)來的時候，風(fēng)電平臺就能自適應(yīng)地繞著那個點(diǎn)跟著臺風(fēng)的方向360度地轉(zhuǎn)去對風(fēng)，有效應(yīng)對抗臺風(fēng)的挑戰(zhàn)。” 王超介紹，多點(diǎn)系泊是把浮體約束在那里，臺風(fēng)來了浮體傳遞下來的載荷都要靠三個點(diǎn)或多個點(diǎn)的系泊鏈來承受。而單點(diǎn)系泊可以在臺風(fēng)來時自動調(diào)整角度，傳遞到系泊鏈的載荷也就沒有那么大。這大大提高了平臺在臺風(fēng)天氣中安全性和穩(wěn)定性。

據(jù)測算，“明陽天成號”在海上可經(jīng)受72米/秒的風(fēng)速和30米波高的極端考驗。

與傳統(tǒng)的海上漂浮式風(fēng)電平臺不同的是，“明陽天成號”擁有兩個風(fēng)機(jī)，一個平臺搭載兩個風(fēng)機(jī)是全球首創(chuàng)，每個風(fēng)機(jī)的容量都為8.3兆瓦，總?cè)萘窟_(dá)到16.6兆瓦，也成為全球單體容量最大漂浮式風(fēng)電平臺。

雙風(fēng)機(jī)設(shè)計可以有效減少單位千瓦造價、用海面積和運(yùn)維成本，將為我國海上風(fēng)電由近海向深遠(yuǎn)海發(fā)展提供開創(chuàng)性方案。“與同一個浮式基礎(chǔ)上立一個風(fēng)機(jī)相比，立兩個風(fēng)機(jī)就相當(dāng)于把浮體的利用率提高了。”王超表示，常規(guī)的單風(fēng)機(jī)的浮式風(fēng)機(jī)，兩臺風(fēng)機(jī)需要配備兩個浮體，其成本造價是翻倍的。但用一個浮體來搭配兩個風(fēng)機(jī)，對浮體只需進(jìn)行微小改造。雙風(fēng)輪的方案可能會成為未來海上風(fēng)電發(fā)展的一個主流。此外，用高強(qiáng)混凝土材料應(yīng)用于浮式基礎(chǔ)的建造，也會成為未來主流。

建設(shè)海洋綠電，為新興產(chǎn)業(yè)提供綠色能源

與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電具有風(fēng)力資源更加豐富、不占用土地、輸電成本低損耗少等諸多優(yōu)勢。我國海上風(fēng)能資源非常豐富，擁有1.8萬公里的海岸線，近海水深5至50米范圍內(nèi)，風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量為5億千瓦，我國深遠(yuǎn)海風(fēng)能可開發(fā)量則是近海的3到4倍以上。

根據(jù)中國可再生能源學(xué)會統(tǒng)計，截至2023年底，我國沿海12個省市區(qū)已建成160多個海上風(fēng)電場，共安裝了7000多臺海上風(fēng)電機(jī)組，裝機(jī)規(guī)模總計超過3900萬千瓦，相當(dāng)于1.7個三峽水電站。這些海上風(fēng)電在遼闊的海洋上產(chǎn)生了豐富的綠色電力。

據(jù)介紹，目前我國海上風(fēng)電正由省管海域向深遠(yuǎn)海開拓，沿海各省份規(guī)劃的專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)海上風(fēng)電項目已達(dá)1.5億千瓦。在專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)，不僅風(fēng)力更強(qiáng)勁，對交通、軍事、漁業(yè)、環(huán)境等影響也更小。因此，以“明陽天成號”為代表的漂浮式風(fēng)電平臺有望成為主流，推動海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展實現(xiàn)二次跨越。

我國建立了全球最完善、成本最優(yōu)的新能源產(chǎn)業(yè)鏈，有力支持著全球向新能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化。據(jù)介紹，隨著規(guī)模效應(yīng)的不斷增強(qiáng)，以及智能電網(wǎng)、儲能、自發(fā)自用等技術(shù)的發(fā)展，海上風(fēng)電的成本有望進(jìn)一步降低、應(yīng)用會更加廣泛，可為電解制氫、綠色化工、算力中心等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)提供廉價、可控的綠色能源。