如果说直接插入海里的固定式海上风电是修建了“金钟罩”，那么锚泊线连接海底的漂浮式风电修炼的则是“太极功夫”。5月28日，在2022年广州科技活动周上，华南理工大学船舶与海洋工程系副主任樊天慧解读了我国首个海上漂浮式风力发电系统装备“三峡引领号”在海上“打太极”的奥秘。
2022年风能技术上海大会暨海上风电创新峰会将于7月12日-13日召开
中国是一个电能消耗大国。大湾区这种超大型城市群对电能的消耗更是巨大，以往大部分用电都要依靠“西电东送”。而中国每年输电线电力损耗高达1000多亿度电，几乎等于三峡发电站一整年的发电量。如果能把损耗的电力节省下来，就可以解决许多地区缺电的问题。
樊天慧以及团队参与研发了我国首个海上漂浮式风力发电系统装备“三峡引领号”，实现了我国漂浮式风电零的突破。这台漂浮式海上风电坐落于广东阳江，每台每小时满发电量可达5500度，每年可为3万个家庭提供绿色清洁能源，预计每年可减少二氧化碳排放约20000吨，这将大大缓解大湾区居民用电紧张的问题。
然而逐浪深海并非易事，以往固定式海上风电直接插入海里，而漂浮式风电是以锚泊线连接海底。
樊天慧解释道，漂浮式结构由一个漂浮的浮体撑起了风车和浮体本身自己的重量，然后用锚泊系统，即几条大绳子连接到海里。“整体系统是非常柔的。波浪过来了，我的浮体就摇一摇；风吹过来的时候，弹簧在几条大绳子的牵引下动一动，以自身运动来抵抗外部的风和波浪力的作用，相当于修炼的是太极功夫，讲究的是卸力。虽然风过来了，我被推走了，我被打走了，但是身子就不疼。”
那么，如何实现漂浮式风电在海上“打太极”？第一个关键是浮体。樊天慧说，典型的浮体头重脚轻，很容易倒；但要撑住整个风车和自身重量，这个扶梯必须是“水中的不倒翁”， 重心尽量放下，浮心尽量上移，才能具备比较优秀的抗摇动能力。
另一个关键是锚泊系统，找到一条软硬适中的大绳子，能像弹簧一样约束着浮体运动。太软，平台漂移吹出去的距离就越远，可能会破坏电缆；太硬，相当于没有弹簧卸力的作用。“虽然我们把它想象成一个弹簧，但是它不是一个真正的弹簧，它是一个非常复杂的系统。绳子的长度、形状、布置方式，包括它的材质、重量乃至直径都对整体绳子的软硬有非常大的影响。”
为此，樊天慧及团队自主研发了锚泊设计软件，只需确定需求和目标，就能够自动设计出适合施工建设的锚泊线，“寻找一条好的大绳子的设计”。这项技术填补了本领域的空白，一定程度上打破了国外垄断的局面，解决了中国卡脖子问题。据了解，“三峡引领号”项目研发的自主化率超过95%，填补了我国漂浮式海上风电系统装备研制的空白。
“漂浮式海上风电是我国风能资源开发走向深远海的必由之路。目前国内漂浮式海上风电建设还处于探索和示范阶段，希望更多的人积极投身到海上风电行业，把不可能变成可能。”樊天慧说。
来源：广州日报·新花城
