漂浮在海面上，隨風浪移動 “三峽引領(lǐng)號”助風電產(chǎn)業(yè)走向深遠海

1650 萬度

按照建設規(guī)劃，到2021年底投產(chǎn)時，“三峽引領(lǐng)號”將每年向粵港澳大灣區(qū)輸送出1650萬度清潔電能，同時減少標準煤消耗5100噸、二氧化碳排放13800噸。

風從海上來，點亮千萬家。

如何捕“風”搶“機”，把海風轉(zhuǎn)換為清潔能源?近日，粵西海岸傳來令人激動的消息：隨著帶著三葉片的輪轂與機艙在高空穩(wěn)穩(wěn)對接，“中國三峽”的風電機組塔筒高高矗立在南海之濱，中國首臺漂浮式海上風電試驗樣機——“三峽引領(lǐng)號”正式完成風電機組吊裝。

這一刻，人與海的交響，宣告我國漂浮式海上風電史有了濃墨重彩的第一筆，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的中國漂浮式風電機組及基礎(chǔ)平臺——“三峽引領(lǐng)號”邁出了深遠海風能資源獲取的探索步伐。

勇當原創(chuàng)技術(shù)“策源地”

隨著近岸資源的開發(fā)趨于飽和，海上風電產(chǎn)業(yè)逐步走向深遠海，水深也隨之增加——傳統(tǒng)的固定式基礎(chǔ)已到了升級換代的重要關(guān)頭，將風力機安裝在漂浮式平臺的漂浮式基礎(chǔ)是解決這一問題的最佳選擇。“由陸向海、由淺到深、由固定基礎(chǔ)向漂浮式平臺”成為未來風電場建設的必然趨勢。

漂浮在海面上，隨風浪移動，聽起來不可思議，實際上原理很簡單，就是將風電機組安置在水下的漂浮平臺(或稱浮式基礎(chǔ))上，并通過幾根錨索固定在海底的海床上。通常情況下，漂浮平臺位于水深30米至200米處。

要知道，我國有1.8萬千米大陸海岸線，海上能源儲量大，5—50米水深、70米高度的海上風電，預計可開發(fā)資源達到5億千瓦，漂浮式海上風電技術(shù)在我國具有廣闊的市場前景。

2016年開始，相關(guān)國家部委陸續(xù)出臺了《海洋可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等多個政策性文件，明確要求開展海上漂浮式風電機組以及基礎(chǔ)的技術(shù)攻關(guān)。

其實，自2015年起，三峽集團就將觸角探向了漂浮式海上風電研究，成為我國首個開展以工程為背景的漂浮式海上風電研究的機構(gòu)，也成為該項原創(chuàng)技術(shù)“策源地”。

2018年5月，三峽集團以《浮式海上風電平臺全耦合動態(tài)分析及其裝置研發(fā)》為題，在廣東省獲批立項省級促進海洋經(jīng)濟發(fā)展專項資金科研項目，依托三峽能源集團陽江沙扒百萬千瓦級海上風電場開展工程技術(shù)攻關(guān)，計劃在2021年下半年完成一臺5.5兆瓦漂浮式海上風電試驗樣機，目標是開發(fā)符合我國南海海洋環(huán)境條件、經(jīng)濟適用的新型浮式風機與基礎(chǔ)，最終需形成從設計到施工以及裝備的成套技術(shù)。

馴服“漂浮式基礎(chǔ)”

聽起來簡簡單單，做起來絕非易事。在接到項目任務時，三峽集團項目團隊的很多人心中并沒有完全成功的把握。

原因無他，與國際上已投產(chǎn)的相關(guān)項目相比，漂浮式海上風電試驗樣機具有五個方面的挑戰(zhàn)：項目水深淺(水深越淺，漂浮式設計越難);工程海域海洋環(huán)境惡劣、臺風頻發(fā);漂浮式風電機組起步晚，須抗臺，載荷大;空氣動力、水動力多場耦合作用下漂浮式風機分析計算難度大;相關(guān)國際規(guī)范對項目適用性不足……國內(nèi)并無成熟先例，即使是漂浮式技術(shù)相對成熟的歐美，經(jīng)驗也不適用于我國浮式海上基礎(chǔ)平臺設計。

針對“疑難雜癥”，在沒有成熟經(jīng)驗可供借鑒的情況下，項目團隊開展多次調(diào)研，與國內(nèi)外相關(guān)設計、施工、軟件開發(fā)單位進行大量溝通，有針對性地對漂浮式海上風電平臺關(guān)鍵技術(shù)展開研究。

歷經(jīng)三年鏖戰(zhàn)，項目團隊終于克服研發(fā)設計及施工條件限制的諸多難題，在國內(nèi)首次應用漂浮式風電機組—基礎(chǔ)平臺—系泊系統(tǒng)及動態(tài)電纜一體化分析技術(shù)，突破淺水效應下的漂浮式風機機組系泊系統(tǒng)及動態(tài)電纜設計研究關(guān)鍵技術(shù)，完成了漂浮式風電機組平臺及系泊系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)及勘測設計，開發(fā)出了符合我國南海海洋環(huán)境條件的新型抗臺風型浮式基礎(chǔ)。

此時，輪轂中心高度距海平面約107米、葉輪直徑158米、風輪掃風面積相當于3個標準化足球場的“三峽引領(lǐng)號”平穩(wěn)漂浮在中國南海的粵西海岸。

按照建設規(guī)劃，到2021年底投產(chǎn)時，“三峽引領(lǐng)號”將每年向粵港澳大灣區(qū)輸送出1650萬度清潔電能，同時減少標準煤消耗5100噸、二氧化碳排放13800噸，并為后期漂浮式風機大規(guī)模、商業(yè)化應用提供寶貴的實驗資料和優(yōu)化空間。