“捕風(fēng)巨手”挺進(jìn)深藍(lán)

向深藍(lán)挺進(jìn)，以大國(guó)重器捕萬(wàn)頃海風(fēng)！6月8日，第十八個(gè)世界海洋日暨第十九個(gè)全國(guó)海洋宣傳日期間，全球單機(jī)容量最大、核心部件百分百國(guó)產(chǎn)化的20兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組被重點(diǎn)報(bào)道。

這臺(tái)刷新世界紀(jì)錄的“捕風(fēng)巨手”，以硬核國(guó)產(chǎn)實(shí)力攪動(dòng)海上綠色能源浪潮，為我國(guó)深遠(yuǎn)海風(fēng)電開(kāi)發(fā)鋪就全新快車道！

超大容量風(fēng)機(jī)落地閩海

2月5日，閩南海域海風(fēng)浩蕩，三片長(zhǎng)達(dá)147米的巨型葉片迎風(fēng)緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)。該機(jī)組葉輪直徑達(dá)300米，掃風(fēng)面積超7萬(wàn)平方米，相當(dāng)于10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)；搭載147米的超長(zhǎng)柔性葉片，滿發(fā)每小時(shí)可發(fā)電2萬(wàn)千瓦時(shí)，單機(jī)年發(fā)電量預(yù)計(jì)超8000萬(wàn)千瓦時(shí)，可滿足約4.4萬(wàn)戶家庭一年的用電需求。

對(duì)比場(chǎng)內(nèi)其余28臺(tái)風(fēng)機(jī)，這臺(tái)20兆瓦機(jī)組的身形更為高大醒目。機(jī)組正式投運(yùn)后，能夠有效縮減海域占用面積，達(dá)成“單位發(fā)電量更高、單位成本更低”的綜合成效，為我國(guó)海上風(fēng)電規(guī)模化、集約化開(kāi)發(fā)按下加速鍵。

從1月13日完成整機(jī)吊裝，到最終并網(wǎng)調(diào)試的全過(guò)程中，工作人員直面閩南季風(fēng)、復(fù)雜多變海況帶來(lái)的重重挑戰(zhàn)，有序完成機(jī)艙功能、輪轂信號(hào)、抗臺(tái)風(fēng)性能等多項(xiàng)靜態(tài)檢測(cè)工作，順利完成機(jī)組并網(wǎng)投運(yùn)。

從硬件規(guī)模來(lái)看，風(fēng)機(jī)主體加上三支葉片和塔筒，重量達(dá)到1800噸，水下導(dǎo)管架承重2350噸，依靠四根110米長(zhǎng)的鋼管樁深埋海床穩(wěn)固固定。相比16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組，應(yīng)用20兆瓦機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)可減少25%機(jī)位點(diǎn)，顯著降低用海面積和成本，同時(shí)發(fā)電效率提升5%。

機(jī)組依托福建省本地完備的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群實(shí)現(xiàn)本地化制造，完整覆蓋裝備研發(fā)、生產(chǎn)、總裝全鏈條。作為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)成果，該機(jī)組入選國(guó)家能源局五批能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備名單，接續(xù)2023年16兆瓦機(jī)組落地成果，持續(xù)刷新我國(guó)海上風(fēng)機(jī)單機(jī)容量世界紀(jì)錄，推動(dòng)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)由近海向水深70米深遠(yuǎn)海延伸，可拓展六成以上海上風(fēng)能開(kāi)發(fā)空間。

全鏈條自主創(chuàng)新加持

這臺(tái)“海上巨無(wú)霸”的可靠運(yùn)行，依托百余項(xiàng)自主創(chuàng)新技術(shù)與全套國(guó)產(chǎn)化核心部件，在輕量化、冷卻、智能控制、海上施工四大維度實(shí)現(xiàn)突破性升級(jí)。

在輕量化設(shè)計(jì)方面，整機(jī)單位兆瓦重量低于40噸，較行業(yè)平均水平減重超20%，有效降低了吊裝施工難度與基礎(chǔ)建造成本；搭配自研的翼型葉片，風(fēng)能利用系數(shù)達(dá)0.49，捕風(fēng)與發(fā)電效率顯著提升。依托千余臺(tái)海上風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化的集成機(jī)架，每年可多發(fā)88萬(wàn)千瓦時(shí)清潔電能。

海水冷卻技術(shù)是本次核心創(chuàng)新亮點(diǎn)，摒棄傳統(tǒng)空冷、特殊液體冷卻模式，直接抽取海水為機(jī)艙設(shè)備降溫，機(jī)頭減重超15噸，機(jī)艙空間節(jié)約18%，并有效提升發(fā)電量和變流器、齒輪箱、主軸承等大部件的使用壽命。

智能控制系統(tǒng)搭建多維數(shù)字感知體系，集成激光雷達(dá)、葉根載荷傳感器，搭載GTSim仿真平臺(tái)完成4000余項(xiàng)工況模擬，支持遠(yuǎn)程一鍵啟機(jī)，無(wú)需人員登船即可完成加熱、除濕、安全鏈驗(yàn)證及并網(wǎng)操作，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

安裝葉片時(shí)，作業(yè)人員身處174米的高空，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3支長(zhǎng)達(dá)147米的巨型葉片平穩(wěn)提升至同樣高度，作業(yè)人員在此環(huán)境下，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)，將葉片上的200顆螺栓逐一精準(zhǔn)插入風(fēng)機(jī)機(jī)艙輪轂的孔洞，誤差低于2毫米。水下機(jī)器人實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，輔助風(fēng)機(jī)底座的鋼管樁與導(dǎo)管架在海面下精準(zhǔn)對(duì)接。

這些創(chuàng)新的背后，是全產(chǎn)業(yè)鏈超過(guò)150家企業(yè)與科研院所的緊密協(xié)同。打通材料、制造、測(cè)試、工程應(yīng)用全流程。此外，風(fēng)機(jī)水下導(dǎo)管架還形成天然海洋生物棲息地，實(shí)現(xiàn)能源開(kāi)發(fā)與海洋生態(tài)共生。

開(kāi)啟多業(yè)態(tài)融合發(fā)展

據(jù)悉，我國(guó)海上風(fēng)電技術(shù)可開(kāi)發(fā)量達(dá)27.8億千瓦，截至2025年底全國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)6.4億千瓦，連續(xù)十余年穩(wěn)居世界第一。目前，中國(guó)風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值約1.2萬(wàn)億元，帶動(dòng)約200萬(wàn)人就業(yè)。

從產(chǎn)業(yè)價(jià)值來(lái)看，超大容量機(jī)組落地推動(dòng)行業(yè)從規(guī)模擴(kuò)張轉(zhuǎn)向價(jià)值驅(qū)動(dòng)，為深遠(yuǎn)海風(fēng)電規(guī)模化開(kāi)發(fā)破解成本、電網(wǎng)、海洋環(huán)境三大核心難題。依托機(jī)組實(shí)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)，行業(yè)可完善大容量風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)體系，為后續(xù)漂浮式風(fēng)電裝備研發(fā)提供實(shí)踐樣本。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，20兆瓦海上風(fēng)機(jī)不只是單一發(fā)電裝備，更是海洋綜合資源利用融合載體。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正探索風(fēng)機(jī)平臺(tái)與深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖一體化開(kāi)發(fā)模式，未來(lái)還可疊加海上制氫、制氨、海上算力中心等新業(yè)態(tài)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、養(yǎng)殖、氫能、數(shù)字產(chǎn)業(yè)多元共贏。

未來(lái)，以20兆瓦機(jī)組為代表的國(guó)產(chǎn)海上風(fēng)電重器，將持續(xù)推動(dòng)海洋科技創(chuàng)新，壯大海洋綠色新興產(chǎn)業(yè)，助力國(guó)家“雙碳”目標(biāo)落地，保障沿海區(qū)域能源安全，引領(lǐng)全球深遠(yuǎn)海風(fēng)電產(chǎn)業(yè)向深藍(lán)加速進(jìn)發(fā)。