1650萬度
按照建設(shè)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(biāo)準(zhǔn)煤消耗5100噸、二氧化碳排放13800噸。
風(fēng)從海上來，點(diǎn)亮千萬家。
如何捕“風(fēng)”搶“機(jī)”，把海風(fēng)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(jī)艙在高空穩(wěn)穩(wěn)對接，“中國三峽”的風(fēng)電機(jī)組塔筒高高矗立在南海之濱，中國首臺漂浮式海上風(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī)——“三峽引領(lǐng)號”正式完成風(fēng)電機(jī)組吊裝。
這一刻，人與海的交響，宣告我國漂浮式海上風(fēng)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(fēng)電機(jī)組及基礎(chǔ)平臺——“三峽引領(lǐng)號”邁出了深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源獲取的探索步伐。
勇當(dāng)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(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐步走向深遠(yuǎn)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(fēng)力機(jī)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(fēng)電場建設(shè)的必然趨勢。
漂浮在海面上，隨風(fēng)浪移動，聽起來不可思議，實(shí)際上原理很簡單，就是將風(fēng)電機(jī)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(fēng)電，預(yù)計可開發(fā)資源達(dá)到5億千瓦，漂浮式海上風(fēng)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(fēng)電機(jī)組以及基礎(chǔ)的技術(shù)攻關(guān)。
其實(shí)，自2015年起，三峽集團(tuán)就將觸角探向了漂浮式海上風(fēng)電研究，成為我國首個開展以工程為背景的漂浮式海上風(fēng)電研究的機(jī)構(gòu)，也成為該項原創(chuàng)技術(shù)“策源地”。
2018年5月，三峽集團(tuán)以《浮式海上風(fēng)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(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展專項資金科研項目，依托三峽能源集團(tuán)陽江沙扒百萬千瓦級海上風(fēng)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(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī)，目標(biāo)是開發(fā)符合我國南海海洋環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)適用的新型浮式風(fēng)機(jī)與基礎(chǔ)，最終需形成從設(shè)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(wù)時，三峽集團(tuán)項目團(tuán)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(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī)具有五個方面的挑戰(zhàn)：項目水深淺(水深越淺，漂浮式設(shè)計越難);工程海域海洋環(huán)境惡劣、臺風(fēng)頻發(fā);漂浮式風(fēng)電機(jī)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(fēng)機(jī)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(yàn)也不適用于我國浮式海上基礎(chǔ)平臺設(shè)計。
針對“疑難雜癥”，在沒有成熟經(jīng)驗(yàn)可供借鑒的情況下，項目團(tuán)隊開展多次調(diào)研，與國內(nèi)外相關(guān)設(shè)計、施工、軟件開發(fā)單位進(jìn)行大量溝通，有針對性地對漂浮式海上風(fēng)電平臺關(guān)鍵技術(shù)展開研究。
歷經(jīng)三年鏖戰(zhàn)，項目團(tuán)隊終于克服研發(fā)設(shè)計及施工條件限制的諸多難題，在國內(nèi)首次應(yīng)用漂浮式風(fēng)電機(jī)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(yīng)下的漂浮式風(fēng)機(jī)機(jī)組系泊系統(tǒng)及動態(tài)電纜設(shè)計研究關(guān)鍵技術(shù)，完成了漂浮式風(fēng)電機(jī)組平臺及系泊系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)及勘測設(shè)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(fēng)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(fēng)輪掃風(fēng)面積相當(dāng)于3個標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)煤消耗5100噸、二氧化碳排放13800噸，并為后期漂浮式風(fēng)機(jī)大規(guī)模、商業(yè)化應(yīng)用提供寶貴的實(shí)驗(yàn)資料和優(yōu)化空間。 (李曉雨、范 可、陳鵬飛)
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