全球首台16兆瓦漂浮式風電機組完成一體化組裝

通訊員 王璐 科技日報記者 何亮

10月1日，廣西北海鐵山港區，海風吹拂，碧空如洗。

明黃的半潛式平台靜泊在岸邊，超大容量風力發電機組矗立其上。隨着最後一支葉片與輪轂精準對接，全球首台16兆瓦漂浮式風電機組——“三峽領航號”完成一體化組裝，並將啓程奔赴離岸70公里、50多米水深的位點目的地。

“三峽領航號”，中國海上風電向深遠海邁進的關鍵項目之一。其核心設備，風力發電機組，年發電量約4465萬千瓦時；其核心基礎，半潛式平台，能抵抗17級颱風；其設計建造歷程，協同攻關，打通海上風電產業鏈全鏈條。

設計理念從“剛性”到“韌性”

在近海，風機主要靠堅固的樁基“站穩”，抵抗風浪流。而在深遠海，風速可達73米每秒，浪高超過20米，傳統固定式基礎難以適應。為此，“三峽領航號”研發團隊提出“韌性”理念——不追求絕對穩定，而是在極端環境下尋求動態平衡。

“我們把風機、浮體、繫泊系統看作一個整體，既要考慮整體受到外部環境的作用，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峯説，這正是一體化設計的初衷。

從理念提出到雛形初現，歷經10次方案迭代、5次浮體結構造型更新、數十項核心參數修正，研發團隊在摸索中，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襬動，傳感器即時監測平台運動數據，“啃”出平衡秘訣——主動壓載系統通過900噸水在三個水倉間流動，實現平台傾斜不超過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，年發電量提升3%。

挺進藍海從“研發”到“商用”

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。這背後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、颱風防禦難度高等五大核心挑戰。”三峽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佈於水深超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，我國南海海牀平緩、颱風頻發、海底地形複雜。

國外的經驗套不到中國的海上，只能堅持科技自主創新。可單純依靠市場，難以自發形成創新生態。

“三峽領航號”的研發、製造與安裝，讓行業看到破局模式——“國家攻關、技術突破、成本下降、市場擴張”形成循環，從要素驅動走向創新驅動，技術進步和產業升級走向可持續。

“從此前的‘引領號’到如今的‘領航號’，兩台浮式風機均是國家科研出題、產業鏈協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100%國產化，還形成技術突破、裝備升級、產業發展、成本下降的良性循環。”

在這一模式中，三峽集團堅持集中連片、規模化開發，系統規劃海域利用與電能送出通道。

依託該項目，我國漂浮式風電在基礎結構、繫泊系統、動態電纜和一體化設計等方面形成行業標準，“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化開發蹚出一條路。