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风电装备企业的上天入海,敢问漂浮式风电机组的路在何方?

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世界第一台漂浮式风电机组(照片来自网络)

导读:2021年5月,它是很不平静的一个月!5月26日上午,全球首台抗台风型浮式海上风电机组在广东阳江海上风电产业基地装配完成并测试下线。标志着我国浮式海上风电关键技术实现新的突破,为深远海风电规模化、经济性开发奠定坚实基础。

一、全球首台抗台风型漂浮式风机下海

此台漂浮式海上风电机组及平台位于南海海域,单机容量5.5兆瓦,由三峡能源牵头,联合三峡集团上海勘测设计研究院等科研机构以及国内风机厂商自主研发,对促进我国海上风电高端装备制造升级、挖潜深远海风能资源具有积极意义。

据悉,漂浮式海上风电被业内寄望为“未来深远海海上风电开发的主要技术”,已在多个国家和地区开展探索。与传统固定于近海海床上的风电机组相比,漂浮式机组可实现在深远海部署风力发电机的愿景,在获取深远海域稳定优质风电资源的同时,不影响近岸渔业及其他相关产业活动。

然而,逐浪深海并非易事,全球漂浮式海上风电普遍面临技术、成本与产业链成熟度低等困难。

2018年起,依托广东省有关科研项目,三峡能源联合产业链相关企业相继攻克了台风频繁、海况复杂、波浪恶劣等条件下,抗台风机组、半潜式基础及系泊系统、动态电缆设计、一体化安装及拖航、风机 平台一体化就位等漂浮式海上风电关键技术,主要方案均为国内自主的核心技术。

“三峡引领号”轮毂中心距海平面约107米,相当于近37层居民楼的高度;叶轮直径158米,相当于3架波音747并排的宽度;风轮扫风面积相当于3个标准化足球场。基础平台和风电机组根据50年一遇的极端风浪流工况设计,漂浮平台排水量约1.3万吨,与一艘万吨级巨轮的排水量相当。为此,安装团队不断优化施工工艺,在国内首创可定位至0.01米的高精度吸力锚,攻克复杂海况下大容量风机的一体化拖航,以及风机 平台一体化就位等技术。

二、风电装配企业的上天入海
运达5139m海拔风机(照片来自网络)
无独有偶,5月21日11时30分,世界最高海拔风电场——西 藏措美县哲古分散式风电项目6#机组顺利完成吊装,该风电场位于喜马拉雅山北麓的西 自治区山南市措美县哲古镇,机位海拔高达5139.1m,安装由运达股份设计生产的2200GX机组(机组设计适用5500米海拔高度)。
不管西 超高海拔风电场未来的经济效益如何,我们要祝贺运达股份-这家中国最早从事风机研究开发的老牌企业,风机插上喜马拉雅山的距离又缩进了一步!也不管漂浮式风电产业未来发展还有多远的路要走,这里也要祝贺明阳智能敢为人先!
总之,风电产业行业需要这样勇于创新和敢于创新的企业!
1、风机的登高之路:源远流长,漫长而又曲折
说到高海拔风电场,龙源电力走在前列,联合动力为此曾经付出了很大的努力。2013年5月1日,当时世界上海拔最高的风力发电工程——龙源西 高海拔试验风电场开工建设,项目海拔4900m,首期5台高海拔试验风机机组在2013年底前并网发电。而当时的风机供货商为行业其时行业前几名的联合动力,单机功率1.5MW,项目从2010年8月开始测风,1年4-5个月的施工周期,只有海平面一半的空气密度,不能不说这是我们风电行业的一个奇迹。此次运达再次提升高海拔风电记录,一方面彰显了运达在技术方面的底气,一方面也体现了风机技术进步方面的实力。

2、漂浮式风电的中国式发展:还需加大力度和加快脚步


2020年11月16日,广东省湛江市徐闻县与中国船舶集团海装风电股份有限公司举行海上浮式风电装备研制项目洽谈会。“海上浮式风电装备研制”项目是工信部于2019年1月立项批复,时隔接近两年才开始有所实际动作。
而实际此前,金风科技、上海电气都在公开场合提出了要开展漂浮式风电装备与技术的研究和开发,但一直都未有实际产品或技术面世,都停留在电脑里和纸面上,从这一点上来说,也充分说明了漂浮式风电技术的难度和风险。

》》》漂浮式风力机终于要迎来属于自己的真正春天

3、漂浮式风电优劣势突出:未来是一条充满荆棘的发展之路

与当前主流的固定式海上风电技术相比,浮式海上风电技术适用于更加广阔的海上空间,不受海床地质条件影响,在50米及以上水深区域里,更加具备成本优势。其安装施工对环境的影响相对较小,风机选址相对更加灵活。在实现风力发电功能的基础上,可与海洋牧场、海上风电制氢、智能微网等前沿技术融合应用,是中国船舶集团应用产业“十四五”期间的战略产品。

但开发难度同样不容忽视。由于漂浮式基础稳定性相对较弱,在运行过程中可能存在倾斜、位移等问题,这对风机等相关设备提出了更高的要求,不仅需要一定的加固、密封等优化措施,而且要对控制系统做出一定的调整,以适应更加复杂的海上环境。

三、漂浮式风力机和风流成能源装配仿真技术

漂浮式风电技术涉及的东西很多,风机充其量只是其中的很小一部分,还有基础,漂浮式装备,电网等,从国外来看,全球第一个商业化运营的漂浮式海上风电场——Hywind风电场也才于2017年12月正式投运,这也让漂浮式风电机组正式从概念和试验走向批量应用。

明阳的漂浮式风机样机下线,就如当年他的首台半直驱风机下线一样,敢于创新,敢于吃螃蟹!显然,行业敢于这样收个吃螃蟹的大鳄企业太少了,也许失败了,当然作为企业而言,研发的目的不是为了失败而研发,而是找出一条新的创新之路。

宁波大学副教授杨阳:漂浮式风力机和风-流集成能源装备仿真技术(8月26日)


(完)

参考文章

作者:李彩球 ,球哥看风主编 仿真秀专栏作者
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来源:仿真秀App
船舶电力风能海洋电场电机控制试验
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首次发布时间:2022-08-24
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