2024年9月21日,第四屆中國深遠海漂浮式海上風電大會在江蘇鹽城舉辦,三百多位專家學者、行業(yè)同仁共同參會。金風科技總工程師翟恩地主持大會,并作圓桌論壇引導發(fā)言,與在場嘉賓探討深遠海海上風電發(fā)展與挑戰(zhàn)。翟恩地表示,漂浮式風機設計仍存在“十大痛點”,行業(yè)在進行相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新應用前,應做好實驗驗證積累,攻克關(guān)鍵技術(shù)難題,從而把脈未來技術(shù)突破方向,推動漂浮式技術(shù)落地。
深遠海區(qū)域擁有豐富的風能資源,我國海疆遼闊,深遠海海上風電資源開發(fā)潛力巨大。國家氣候中心數(shù)據(jù)顯示,我國海上100米高度、離岸200千米范圍內(nèi),風能資源技術(shù)可開發(fā)量約22.5億千瓦。深遠海海上風電的發(fā)展,既可顯著提升風電開發(fā)規(guī)模、降低沿海地區(qū)用能成本,又為推動能源轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)“雙碳”目標達成提供支撐,意義重大。不過,深遠海環(huán)境相較于近海更為復雜,對風電機組設計、風電項目建設與運維提出了極高的要求,因此風電行業(yè)需要穩(wěn)定、高效的創(chuàng)新技術(shù)支撐深遠海風電的發(fā)展。
在這一背景下,漂浮式風電是風電行業(yè)“走向深藍”的關(guān)鍵路徑。漂浮式技術(shù)作為當今能源行業(yè)先鋒技術(shù)之一,集空氣動力學、結(jié)構(gòu)動力學、水動力學和新型電力系統(tǒng)等多學科于一身,其技術(shù)攻關(guān)難度不容小覷。翟恩地表示,為實現(xiàn)漂浮式技術(shù)的高效、可靠應用,務必避免“大干快上”,而應該厘清痛點,打好基礎。
會上,翟恩地圍繞風電機組設計各項要素,為與會嘉賓分析了漂浮式風機設計的十大痛點。
包括:一體化仿真與設計工具鏈仍不完善;長柔葉片氣動彈性問題仍未徹底解決;耦合動力學仿真存在水動力挑戰(zhàn);浮式基礎強度設計尚未實現(xiàn)一體化;系泊系統(tǒng)的降本路徑不明確;動態(tài)纜設計復雜且面臨巨大壓力;葉輪、傳動鏈與塔架的耦合振動難以規(guī)避;閉環(huán)控制仍存失穩(wěn)問題;水池縮尺實驗存在局限性;遠程監(jiān)測和機組可靠性驗證不足。以上痛點均來自漂浮式風機設計的各項關(guān)鍵環(huán)節(jié),若不能得到合理解決,則會為漂浮式風機的運行埋下隱患。
翟恩地認為,盡管存在諸多痛點,但任何一項創(chuàng)新技術(shù)的開發(fā)與應用都是機遇與挑戰(zhàn)并存,做好基礎研究,是最大程度規(guī)避風險,抓住創(chuàng)新機遇的“大道之行”。為解決以上痛點,翟恩地認為,“一體化”是行業(yè)發(fā)揮科研合力的關(guān)鍵,未來的研究應著眼于開發(fā)更加高效、全耦合的一體化設計工具。且應加速開發(fā)全耦合的強度分析方法,實現(xiàn)風、浪、流多重載荷的一體化計算;在長柔葉片領(lǐng)域,未來應著重于改進氣動設計理論、優(yōu)化傳統(tǒng)的葉素動量理論;在耦合動力學仿真領(lǐng)域,未來的研究方向應包括更高階的計算流體動力學(CFD)仿真工具開發(fā),并進一步優(yōu)化浮體設計。對于系泊系統(tǒng)成本、動態(tài)纜設計、葉輪、傳動鏈與塔架的耦合振動等問題,翟恩地也針對性地給出了相關(guān)解決方案,并和與會嘉賓展開深度交流。
自成立以來,金風科技始終積極推動海上風電發(fā)展,是國內(nèi)最早一批參與海上風電建設的整機企業(yè),同時也積極推動了海上風電機組迭代進程。近五年,金風科技實現(xiàn)了6.7兆瓦、8兆瓦、13.6兆瓦和16兆瓦級四代產(chǎn)品的跨越。其中GWH252-16MW機組已刷新多項世界紀錄,并已實現(xiàn)批量化應用,為海上風電技術(shù)創(chuàng)新和驗證積累了寶貴經(jīng)驗。當前,金風科技也正在深入開展漂浮式風機相關(guān)研究,在提前識別風險、做好基礎研究的前提下穩(wěn)步推進創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)與應用進程,落實“負責任的創(chuàng)新”,為風電行業(yè)健康發(fā)展作出扎實貢獻。