全球首臺(tái)20兆瓦海上風(fēng)機(jī)完成吊裝，揭秘如何“安家”

1月13日，記者從三峽集團(tuán)獲悉，全球首臺(tái)20兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組在福建海域完成吊裝。這是我國20兆瓦級(jí)海上風(fēng)電機(jī)組首次在海上完成吊裝，標(biāo)志著我國超大容量機(jī)組研發(fā)制造和海上施工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破。

此次吊裝的機(jī)組位于離岸超過30公里、水深超40米的海域。施工團(tuán)隊(duì)采用起重能力達(dá)2000噸的第四代風(fēng)電安裝船進(jìn)行作業(yè)，將三支長達(dá)147米的巨型葉片，依次平穩(wěn)提升至174米高空，與輪轂完成精準(zhǔn)對(duì)接，直徑300米、掃風(fēng)面積近10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的巨大葉輪組裝完成。

給海上“巨人”“安家” 各環(huán)節(jié)“穩(wěn)”字當(dāng)先

海上“大風(fēng)車”的“體型”遠(yuǎn)比陸地上的更為龐大。那么，這些海上“巨人”究竟是如何在風(fēng)急浪高的環(huán)境中平穩(wěn)“安家”的？

與陸地相比，海洋上空的風(fēng)力更強(qiáng)勁、更穩(wěn)定。為了捕捉這巨大的能量，海上風(fēng)機(jī)需要擁有更大的尺寸，如同張開一雙巨手，盡可能多地?cái)堬L(fēng)入懷。

然而，在波濤洶涌的海上，給這樣一個(gè)“巨人”安家，每一步都圍繞著同一個(gè)核心——穩(wěn)。

運(yùn)得穩(wěn)

風(fēng)機(jī)葉片、塔筒等體型龐大的精密部件，由特種運(yùn)輸船專屬承運(yùn)。途中通過定制支架固定，并依托實(shí)時(shí)海況監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)導(dǎo)航，抵御風(fēng)浪，平穩(wěn)直達(dá)安裝現(xiàn)場(chǎng)。

站得穩(wěn)

風(fēng)機(jī)根基始于海底。四根“定海神針”——鋼管樁，借助高精度定位技術(shù)打入海底巖層；鋼管樁上，導(dǎo)管架精準(zhǔn)對(duì)接，形成穩(wěn)固的承載平臺(tái)。

自此，塔筒、主機(jī)、輪轂及葉片得以自下而上，逐段安裝。

裝得穩(wěn)

百米高空“穿針引線”是最大挑戰(zhàn)。我國先進(jìn)的海上風(fēng)電安裝船能抬升船體，以四根樁腿“站立”海中，在風(fēng)浪中搭出平穩(wěn)的“空中工作臺(tái)”。

作業(yè)人員在此基礎(chǔ)上，借助高精度定位及牽引系統(tǒng)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)葉片空中姿態(tài)，完成葉片與輪轂間毫米級(jí)的精準(zhǔn)對(duì)接與緊固，最終讓發(fā)電“巨人”迎風(fēng)而立。

全球首臺(tái)20兆瓦風(fēng)機(jī)：三大突破領(lǐng)跑深海

全球首臺(tái)20兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組成功吊裝的背后，是一系列尖端技術(shù)的集中突破。它不僅是個(gè)頭上的“巨無霸”，更是技術(shù)上的“領(lǐng)跑者”。

作為核心部件之一，機(jī)組配備了長達(dá)147米的“捕風(fēng)巨手”——超長葉片。它采用我國自主研發(fā)的“翼型”設(shè)計(jì)，歷經(jīng)嚴(yán)苛測(cè)試，風(fēng)能利用系數(shù)高達(dá)0.49，捕風(fēng)效率達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

在實(shí)現(xiàn)大容量的同時(shí)，機(jī)組更在整機(jī)“輕量化”上取得重要突破。通過提升核心傳動(dòng)系統(tǒng)的扭矩密度，其單位兆瓦重量成功控制在40噸以下，較行業(yè)平均水平降低超20%，這不僅降低了材料與制造成本，也使得海上吊裝與基礎(chǔ)施工更加高效。

金風(fēng)科技產(chǎn)品經(jīng)理 李祺：通過全球首創(chuàng)海水冷卻技術(shù)等多項(xiàng)新型技術(shù)，來整體降低海上項(xiàng)目度電成本。該機(jī)型目前可在水深70米海域裝機(jī)，后續(xù)可衍生為漂浮式機(jī)組拓展至更深的海域，使海上開發(fā)資源預(yù)計(jì)擴(kuò)大到60%以上。

除此之外，機(jī)組還擁有一個(gè)智能的“數(shù)字大腦”，來應(yīng)對(duì)復(fù)雜的海上環(huán)境。它通過集成激光雷達(dá)、多類傳感器等，構(gòu)建了實(shí)時(shí)感知與安全預(yù)警系統(tǒng)，能夠依據(jù)風(fēng)浪動(dòng)態(tài)自主優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)組在海上安全、高效、無人化的智慧運(yùn)行。

三峽集團(tuán)科研院新能源科技創(chuàng)新中心高級(jí)工程師 馬璐：我們搭建了海上風(fēng)電機(jī)組精細(xì)化仿真計(jì)算軟件和適用于20兆瓦級(jí)機(jī)組的電力電子仿真計(jì)算平臺(tái)，通過高精度載荷計(jì)算，疲勞壽命預(yù)測(cè)與可靠性分析，系統(tǒng)性驗(yàn)證了20兆瓦風(fēng)電機(jī)組從葉片研制到整機(jī)研發(fā)的數(shù)字智能化關(guān)鍵技術(shù)，更形成了一套可推廣應(yīng)用的海上風(fēng)電技術(shù)體系，為未來深遠(yuǎn)海規(guī)模化開發(fā)提供了扎實(shí)的技術(shù)支撐。

（央視新聞）