“明陽天成號”為全球海上風電領軍企業明陽集團自主研制,兩座塔筒呈“V”字形排列、搭載兩臺8.3兆瓦海上風機,總容量達到16.6兆瓦,可應用于水深35米以上的全球廣泛海域。其葉輪最高處達219米,空中最大寬度約為369米。整座風電平臺排水總量約1.5萬噸,整體拖航設計吃水5.5米。
值得一提的是,“明陽天成號”實現了多項全球首創。其浮式基礎為全球首次采用抗壓能力達到115兆帕以上超高性能混凝土材料制造而成,這種混凝土材料強度達到普通混凝土的4倍左右。浮筒采用的“玻璃纖維外殼+XPS芯材+防護涂層材料”方案亦為世界首創,突破了傳統浮筒采用純鋼結構或鋼混結構的限制。此外,翼型雙塔筒、雙主機、雙風輪的設計,以及拉索系統的應用均為全球首創。這一設計預計使其發電量可提升4.29%,讓塔筒具備協助對風的能力。
“明陽天成號”還是全球首臺采用下風向設計的風機,可使支撐結構極限載荷降低約40%。在智能化方面,該風電平臺具有敏銳的洞察力和策略應對能力。“明陽天成號”安裝有超過3000個智能感應器,通過視頻、圖像、音頻、位移、溫度、振動、應力、電壓、電流、風速、風向等多傳感器數據融合技術,可實時感知2000多個零部件運行狀態。
此外,即將開展的拖航工作同樣富有挑戰。“明陽天成號”將從廣州南沙拖航至廣東陽江明陽青洲四海上風電場內,總航程約191海里。拖航航道將途徑深中通道、港珠澳大橋等大國工程,途經碼頭眾多,航路涉及多處航道,拖航難度大。同時,為避免風機葉片在出港時與靠泊船只或海工裝備發生接觸碰撞,“明陽天成號”需要在出港后將下端葉片與風機塔筒保持平行,盡可能縮減對航道空中寬度的占用。
]]>該平臺由明陽集團自主研制,其漂浮式基礎由黃埔文沖建造。據測算,“明陽天成號”正式投運后,平均每年可發電約5400萬度,能滿足3萬戶三口之家一年的日常用電。該海上風機可以有效減少單位千瓦造價、用海面積和運維成本,將為我國海上風電由近海向深遠海發展、實現“雙碳”目標提供開創性方案。
不同于常見的風車造型的海上風電平臺,“明陽天成號”由一個漂浮在海面上的“Y”字型漂浮式基礎以及安裝在基礎上的3個橄欖球形浮筒、1個“V”字型塔架、2臺風機組成,兩組巨大的風葉“并蒂”而開,再加上黃白灰相間的涂裝,使整座平臺看上去美麗又科幻。
據介紹,該平臺葉輪最高處達219米,空中最大寬度約為369米,整座風電平臺排水總量約1.5萬噸。兩臺8.3兆瓦風機的葉輪尖端之間間隔5米,實現最大化的捕風率。平臺整體拖航設計吃水5.5米,可應用于水深35米以上的全球廣泛海域。
據介紹,目前我國海上風電正由省管海域向深遠海開拓,沿海各省份規劃的專屬經濟區海上風電項目已達1.5億千瓦。在專屬經濟區,不僅風力更強勁,對交通、軍事、漁業、環境等的影響也更小。因此,以“明陽天成號”為代表的漂浮式風電平臺有望成為主流,推動海上風電產業發展實現二次跨越。
如何讓風力發電機在深遠海“安身立命”?最關鍵的就是漂浮式基礎。該基礎長117米,寬105米,高39.5米,為提升產品市場競爭力,降低成本,平臺主體并不是海洋工程中常見的鋼結構,而是全球首次采用超高性能混凝土澆筑而成,其強度是普通混凝土的4倍左右,從而達到鋼結構的承載能力,并且耐腐蝕、密封性好、成本低,非常適合深遠海風電場建設。
建造過程中,船廠工程人員積極探索,創新性的采用懸臂式滾裝上駁和浮船塢懸臂狀態下水的施工方案,實現了模塊化安裝,簡化了建造工藝,提高了建造質量和建造速度。期間,黃埔文沖首次完成高40米、寬10米、重達1000噸的特殊組合件和長度達85米、重達450噸的超長塔架的陸地轉運,105米超寬產品浮船塢下水,攻克了總張力達30000噸、絞索數量達1500余根的非對稱結構張拉工藝,刷新了多項行業紀錄。
“明陽天成號”采用單點系泊和長機翼形塔筒,所以當臺風來的時候,平臺在錨鏈的牽引下,可以自動調整角度,使風葉正對來風方向,實現捕風能力的最大化。明陽集團介紹:“簡單來說,單點系泊就依靠鐵錨把整座平臺固定在海中,相比于之前用成百上千噸鋼結構來固定風機,這種方式無疑將大大降低深遠海風電場的建設成本。并且采用單點系泊,使整個風電平臺支撐結構的極限載荷降低了40%,從而大大提高了在臺風天氣中安全性和穩定性。”據測算,“明陽天成號”在海上可經受72米/秒的風速和30米波高的極端考驗。
中國船舶黃埔文沖是華南地區領先的海洋裝備制造企業。從2018年開始,該公司大力開拓海上風電業務,現有相關生產場地120萬平方米,可生產導管架、單樁、群樁、吸力筒、塔筒等海上風電鋼結構全系列產品,年產能達30萬噸,已成為華南地區產品線最全、專業化程度最高的海上風電鋼結構制造基地。
截至目前,黃埔文沖參加了廣東、福建、廣西、海南等省份17個海上風電場的建設,先后交付了3200噸海上風電升壓站、廣東省本土制造最大的1644噸單樁、國內首座深遠海浮式風電平臺‘扶搖號’等知名產品,交付物量超100萬噸。黃埔文沖還積極開拓海外風電市場,成功承接了英國、卡塔爾、越南、安哥拉等多個海外工程項目。