双头漂浮式风机技术:海上风电的新突破

来源: 崇山基金 发布时间:2024-09-13

2024年7月3日,广州见证了海上风电领域的一个历史性时刻:全球单体容量最大的漂浮式海上风电平台--“明阳天成号”成功完成吊装。2024年7月12日,其启航仪式在中船黄埔文冲造船厂举办,其将从广州南沙拖航至广东阳江明阳青洲四海上风电场内,总航程约191海里。拖航航道将途径深中通道、港珠澳大桥等大国工程,途经码头众多且航路涉及多处航道,拖航难度大。同时,为避免风机叶片在出港时与靠泊船只或海工装备发生接触碰撞,其需要在出港后将下端叶片与风机塔筒保持平行,尽可能缩减对航道空中宽度的占用。


由全球海上风电领军企业明阳集团自主研制的“明阳天成号”,其两座塔筒呈“V”字形排列、搭载两台8.3兆瓦海上风机,总容量达到16.6兆瓦,可应用于水深35米以上的全球广泛海域。其叶轮最高处达219米,空中最大宽度约为369米。整座风电平台排水总量约1.5万吨,整体拖航设计吃水5.5米。“明阳天成号”以其独特的设计和多项全球首创技术,引领着海上风电的未来。1)创新的V型塔筒设计:两座塔筒以“V”字形排列,采用全球首台采用下风向设计的风机,浮式基础由三个浮筒、混凝土臂和连接件组成且采用“Y”字型设计而成,整体面积可达两个足球场,不仅可使支撑结构极限载荷降低约40%,还增强了整体的美观性。2)强大的发电能力:搭载两台8.3兆瓦的海上风机,总容量高达16.6兆瓦,使其能够在全球水深35米以上的广泛海域中发挥巨大潜力。3)壮观的尺寸:叶轮最高处达到219米,空中最大宽度约为369米,展现了其宏伟的规模。4)高效的漂浮基础:内部结构为全球首个大体积薄壁大空腔超高性能混凝土预制构件结构,且首次使用抗压能力达到115兆帕的超高性能混凝土材料,强度是普通混凝土的四倍,突破了传统钢结构漂浮基础的限制。5)全球首创的浮筒设计:采用“玻璃纤维外壳+XPS芯材+防护涂层材料”的组合,突破了传统浮筒的限制,提供了更优的性能和耐久性。6)智能化监控系统:超过3000个智能感应器,通过多传感器数据融合技术,实时监控2000多个零部件的运行状态,确保了风电平台的高效和安全运行。7)提升发电效率的设计:翼型双塔筒、双主机、双风轮的设计,以及拉索系统的创新应用,预计可将发电量提升4.29%,同时增强了塔筒的对风能力。


双头漂浮式风机技术的核心在于在漂浮式平台上安装两台风力涡轮机,其集成了双转子设计、漂浮式平台以及智能化控制等多项先进技术。这一设计显著提高了发电效率,并增强了风机的稳定性和抗风浪能力。借助漂浮式平台,风机得以稳固地固定于海面之上,从而适应更为广阔的海域环境,包括水深较大的区域。具体优势在于:1)双转子设计:通过增加风能捕获效率,提高了发电量。同时,有效减少风机振动和噪音,增强了运行的稳定性。2)漂浮式平台:采用创新的浮体和系泊系统,确保风机在复杂海况中的稳定性。这一设计使得风机能够部署到更深的海域,扩大了海上风力发电的应用范围。3)智能化控制:实时监测风机状态和环境参数,自动进行调整优化。这不仅降低了运维成本,还提高了发电效率。4)强大的抗风浪能力:得益于漂浮式平台和先进的控制技术,风机即使在恶劣海况下也能保持稳定运行,确保了电力的持续稳定输出。


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                                            来源明阳智能直播,为“明阳天成号”吊装过程的图片


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                                            来源CCTV4, 为“明阳天成号”在CCTV4报道的图