深遠(yuǎn)海區(qū)域擁有豐富的風(fēng)能資源,我國(guó)海疆遼闊,深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電資源開(kāi)發(fā)潛力巨大。國(guó)家氣候中心數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)海上100米高度、離岸200千米范圍內(nèi),風(fēng)能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量約22.5億千瓦。深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電的發(fā)展,既可顯著提升風(fēng)電開(kāi)發(fā)規(guī)模、降低沿海地區(qū)用能成本,又為推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)達(dá)成提供支撐,意義重大。不過(guò),深遠(yuǎn)海環(huán)境相較于近海更為復(fù)雜,對(duì)風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)、風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)與運(yùn)維提出了極高的要求,因此風(fēng)電行業(yè)需要穩(wěn)定、高效的創(chuàng)新技術(shù)支撐深遠(yuǎn)海風(fēng)電的發(fā)展。
在這一背景下,漂浮式風(fēng)電是風(fēng)電行業(yè)“走向深藍(lán)”的關(guān)鍵路徑。漂浮式技術(shù)作為當(dāng)今能源行業(yè)先鋒技術(shù)之一,集空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、水動(dòng)力學(xué)和新型電力系統(tǒng)等多學(xué)科于一身,其技術(shù)攻關(guān)難度不容小覷。翟恩地表示,為實(shí)現(xiàn)漂浮式技術(shù)的高效、可靠應(yīng)用,務(wù)必避免“大干快上”,而應(yīng)該厘清痛點(diǎn),打好基礎(chǔ)。
會(huì)上,翟恩地圍繞風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)各項(xiàng)要素,為與會(huì)嘉賓分析了漂浮式風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的十大痛點(diǎn)。
包括:一體化仿真與設(shè)計(jì)工具鏈仍不完善;長(zhǎng)柔葉片氣動(dòng)彈性問(wèn)題仍未徹底解決;耦合動(dòng)力學(xué)仿真存在水動(dòng)力挑戰(zhàn);浮式基礎(chǔ)強(qiáng)度設(shè)計(jì)尚未實(shí)現(xiàn)一體化;系泊系統(tǒng)的降本路徑不明確;動(dòng)態(tài)纜設(shè)計(jì)復(fù)雜且面臨巨大壓力;葉輪、傳動(dòng)鏈與塔架的耦合振動(dòng)難以規(guī)避;閉環(huán)控制仍存失穩(wěn)問(wèn)題;水池縮尺實(shí)驗(yàn)存在局限性;遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和機(jī)組可靠性驗(yàn)證不足。以上痛點(diǎn)均來(lái)自漂浮式風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié),若不能得到合理解決,則會(huì)為漂浮式風(fēng)機(jī)的運(yùn)行埋下隱患。
翟恩地認(rèn)為,盡管存在諸多痛點(diǎn),但任何一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用都是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,做好基礎(chǔ)研究,是最大程度規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),抓住創(chuàng)新機(jī)遇的“大道之行”。為解決以上痛點(diǎn),翟恩地認(rèn)為,“一體化”是行業(yè)發(fā)揮科研合力的關(guān)鍵,未來(lái)的研究應(yīng)著眼于開(kāi)發(fā)更加高效、全耦合的一體化設(shè)計(jì)工具。且應(yīng)加速開(kāi)發(fā)全耦合的強(qiáng)度分析方法,實(shí)現(xiàn)風(fēng)、浪、流多重載荷的一體化計(jì)算;在長(zhǎng)柔葉片領(lǐng)域,未來(lái)應(yīng)著重于改進(jìn)氣動(dòng)設(shè)計(jì)理論、優(yōu)化傳統(tǒng)的葉素動(dòng)量理論;在耦合動(dòng)力學(xué)仿真領(lǐng)域,未來(lái)的研究方向應(yīng)包括更高階的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)仿真工具開(kāi)發(fā),并進(jìn)一步優(yōu)化浮體設(shè)計(jì)。對(duì)于系泊系統(tǒng)成本、動(dòng)態(tài)纜設(shè)計(jì)、葉輪、傳動(dòng)鏈與塔架的耦合振動(dòng)等問(wèn)題,翟恩地也針對(duì)性地給出了相關(guān)解決方案,并和與會(huì)嘉賓展開(kāi)深度交流。
自成立以來(lái),金風(fēng)科技始終積極推動(dòng)海上風(fēng)電發(fā)展,是國(guó)內(nèi)最早一批參與海上風(fēng)電建設(shè)的整機(jī)企業(yè),同時(shí)也積極推動(dòng)了海上風(fēng)電機(jī)組迭代進(jìn)程。近五年,金風(fēng)科技實(shí)現(xiàn)了6.7兆瓦、8兆瓦、13.6兆瓦和16兆瓦級(jí)四代產(chǎn)品的跨越。其中GWH252-16MW機(jī)組已刷新多項(xiàng)世界紀(jì)錄,并已實(shí)現(xiàn)批量化應(yīng)用,為海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新和驗(yàn)證積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前,金風(fēng)科技也正在深入開(kāi)展漂浮式風(fēng)機(jī)相關(guān)研究,在提前識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)、做好基礎(chǔ)研究的前提下穩(wěn)步推進(jìn)創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用進(jìn)程,落實(shí)“負(fù)責(zé)任的創(chuàng)新”,為風(fēng)電行業(yè)健康發(fā)展作出扎實(shí)貢獻(xiàn)。