世界最资讯丨海上风电也能“渔风互补”了？

在全球人口快速增长、能源需求大增、陆地资源被过度开发的背景下，众多企业和国家都把眼光投向了海上风电。而随着海上风电开发范围逐步迈向深远海，全球范围内掀起漂浮式风电技术研究与工程示范的浪潮。

【资料图】

虽然这是新兴领域，但我国已提前布局，《“十四五”可再生能源发展规划》提出，力争“十四五”期间开工建设我国首个漂浮式商业化海上风电项目，在资源和建设条件好的区域推动一批百万千瓦级深远海海上风电示范工程开工建设。

新样式不断涌现

说起海上风机，最早的还是底部固定式支撑样式，而且离海面深度有限。不管是重力沉箱基础的，还是单桩基础的，亦或是三脚架基础的风机，适应海域最深不能超过25米，这在很大程度上限制了海上风机发展规模。

由于海上风电通常更靠近能源消耗中心且风资源情况优于陆上风电，所以海上风电发展迅速。但由于近海开发资源有限、生态约束强、其他经济活动需求大、场址较为分散，海上风电向深远海发展成必然趋势。

为了突破水深限制瓶颈，经过多年开发，浮式海上风机终于问世。浮式海上风机有浮筒式和半浸入式2种方式，主要应用于水深75～500m的范围，这大大提高了风机在海上安装范围。据悉，浮筒式基础由8根与海床系留锚相连的缆索固定在海面上，风机塔杆通过螺栓与浮筒相连；半浸入式支撑方式的主体支撑结构浸于水中，通过缆索与海底的锚锭连接，该形式受波浪干扰较小，可以支撑3～6MW、旋翼直径80m的大型风机。

近年来，全球海上风电装机量呈现爆发式增长，面对庞大的深远海风能资源储量，全球风电设备制造商都在摩拳擦掌，除了不断提高海上风机单机功率之外，更是在结构、设计上创新，推出了前所未有的样机设计。

继水平轴转动的浮式风机后，垂直轴风机也被研发并举行了试验。另外，采用两台风机的“双头”浮式风机技术便也另一大范例。去年下半年，明阳智慧能源集团股份公司也面向全球发布了双转子浮式海上风电平台“OceanX”，该机组正是在浮式基座上搭载了两台单机功率为8.3兆瓦的机组，以“V型”排列，将在今年下水安装。

不仅如此，有专家表示，除了“双头”机，在漂浮式平台上排列数十乃至上百台风机一并进行发电的设计同样具有潜力。2021年，风机设计公司WCS宣布与工程承包商Aibel公司合作研发多风机排列的浮式平台，利用大量风机形成超大阵列，远远看去俨然一面风帆。WCS公司首席执行官表示，这一浮式风机设计方式与主流方式相比可降低80%的海上风电场使用面积，同时能够降低海上风电生产成本，提高浮式海上风电成本竞争力。

百花齐放，百鸟争鸣。专家称，浮式海上风机新样式不断涌现会推动，海上发电领域快速发展。

中国造个“巨无霸”

各国纷纷布局并制造各式海上风机，中国自然不会落下，而且已是早早入局。

其实，早在2021年，中国在海上风机领域就造出了令世界赞叹的装置。险峻山川造坝尚且不易，逐浪深海就更难上加难，然而我国却在建成三峡大坝这一震惊世界的水利工程后，再造了一个“巨无霸”——“三峡引领号”。

“三峡引领号”可不是一般的大。据悉，“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，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。

根据相关报道，“三峡引领号”是我国首台漂浮式海上风电试验样机。与固定在近海海床上的风电组不一样，有了像“三峡引领号”这样的漂浮机组，我国能够实现深远海部署，获取深远海域稳定优质的风电资源，但与此同时也不会影响到海域周边其他产业活动。

更神奇的是，“三峡引领号”在设计之初，就有考虑其在海上的稳定性，并且是基于50年一遇的极端风浪流情况，才有了现在这样的Y字形布局。虽然这看起来只是很简单的字母造型，但是其抗台风时可一点也不含糊，不用说平时不多见的12级台风，就算17级超级飓风都不在话下。另外，安装团队还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。

具体来看，“三峡引领号”的采用的是半潜式底座，但其中的风力发动机并没有被布置在中心位，而是被安装在了一端。虽然看起来很是奇怪，但是Y字形的两端可以使得“三峡引领号”在遭遇海浪和台风时，转而化身为“不倒翁”。

据悉，“三峡引领号”位于南海海域，单机容量5.5兆瓦，对促进我国海上风电高端装备制造升级、挖掘深远海风能资源具有积极意义。

商业化之门已开启

物尽其能，海上的风“尽”其能后，风机下面的海“能”也逐渐被开发。

此前，国家能源集团龙源电力设计公司开展了漂浮式海上风电项目的立项调研、平台选型、基本设计、详细设计、水池实验、养殖网衣试验等全过程研发工作，突破常规风电开发模式，采用“水上发电、水下养鱼”创新理念，实现了“平台结构、海洋空间、运营功能”多空间多层次共用。

这种想法不仅突破常规风电开发模式，还开启了海上风电商业化之门。近日，该公司科技项目“漂浮式海上风电关键技术研发与工程示范”研发的全球首例漂浮式风渔融合平台设计还获得中国船级社原则性批准（AIP）证书，标志着该设计获得业内权威机构认可，完成了项目工程建设又一重要里程碑节点。

值得一提的是，这还是全球首例漂浮式风渔融合平台设计示意图。

据报道，该漂浮式海上风电项目拟建于福建南日岛国家级海洋牧场示范区，涉及总体性能、结构、系泊、机械、电气、养殖等14个专业，系统功能性强，技术挑战性大。另外，该示范项目养殖水体约1.2万立方米，安装1台4兆瓦风力发电机组，建设投产后，预计年发电量1600万千瓦时、养鱼年产值约1000万元。

近年来，随着海上风电项目的快速发展，多产业融合发展模式将是未来实现海上风电平价化开发的创新之路。龙源电力的研发项目是一种融合渔业养殖系统的深远海漂浮式风电平台，具有“以渔养电、以电养鱼”多元立体用海的功能。试验分别对带网衣和无网衣风渔融合系统进行了多达154个的工况验证，测试了风渔融合平台在极端恶劣海况下的系统响应、塔筒载荷、系泊载荷等关键参数。

该研发项目不仅为海上风电建设提供数据支撑，还为海上风电的安全建设提供了保障，同时也为打造海上示范工程提供了设计参考，助推了海上风电商业化阔步发展。

资料来源：新华网、澎湃新闻、光明网等