当台风以超过200公里/小时的速度扑向海岸时,传统风力发电机往往只能选择停机避让,甚至面临倒塌风险。
但在2024年建成于广州的全球首座双风机漂浮式平台“OceanX”,却选择与台风正面交锋,它能在17级台风中自动调整角度,让两组巨型叶片始终顺着风向旋转,不仅化解破坏力,还能持续发电。
这座排水量1.5万吨的“海上巨无霸”,拥有堪比科幻战舰的造型:V形塔架托起两台并列风机,叶轮最高点达219米,扫风面积相当于7个足球场。
它搭载的3000多个传感器和人工智能系统,让平台像拥有“神经网络”一样实时感知风浪变化。 西班牙媒体直接称其为“革命性设计”,因它甚至能承受五级飓风(风速260公里/小时)的极端考验。
传统固定式海上风电必须扎根于海床,导致其只能在水深50米以内的浅海区域建设。 而全球80%的高质量风能资源实际上分布在水深超过60米的深海。 明阳智能在2022年发布OceanX时直言,深远海风能开发此前“几乎为零”。
OceanX的突破性设计首先体现在“双风机共基座”结构上。 两台MySE8.3-180超紧凑半直驱风机以V字形排列,共享一个漂浮基座,总容量达到16.6兆瓦。
这一设计并非简单叠加功率,相反,两个反向旋转的转子能比同尺寸单转子多产生4.29%的发电量,并且显著减少对后方风机的尾流干扰,提升整个风场的效率。 明阳智能总裁张启应曾比喻,这如同“打太极拳”般借力化力,通过小尺寸叶片的组合降低整体载荷。
平台采用的Y形混凝土浮式基础长达120米,宽达105米。 材料选择上,团队放弃了常见的钢结构,改用超高性能混凝土,其抗压强度是普通混凝土的4倍(115 Mpa),同时具备耐腐蚀、密封性好的特点。 这一选择直接降低了造价,并通过预制拼装实现了模块化批量生产。
2024年7月完成组装的OceanX,其抗台风能力首先依赖于单点系泊系统。 与传统多点锚固不同,单点系泊允许平台像风向标一样随风向自由旋转,避免在台风乱流中产生结构应力集中。 配合复合锚泊系统,平台能在水深35米以上的海域稳定驻留。
塔筒形态的创新进一步强化了抗极端天气能力。椭圆形塔筒的长轴面受风面积远大于短轴面,当风向与平台形成夹角时,风压会自然推动平台转向,形成“随风偏航”效应。
在台风来临时,这一设计能让平台在10秒内自动调整至对风安全角度。 明阳智能项目负责人陈发桥透露,平台可承受72米/秒的风速(约260公里/小时)和30米高的狂浪。
智能控制系统则扮演了“大脑”角色。 平台全身遍布3000多个传感器,实时采集结构应力、波浪频率、风机转速等数据。
这些数据通过数字孪生模型进行动态仿真,预判台风路径与强度变化。 当系统识别到风速超过临界值时,会自动调整叶片桨距角,减少受风面积,并通过压载水舱调节平台重心。
OceanX的建造过程刷新了多项行业纪录。 2024年4月,平台在黄埔文冲船厂完成塔筒吊装,其中单根塔筒长达85米、重450吨,而V形塔架的组合件高达40米、重1000吨。 船厂首次采用悬臂式滚装上驳方案,将超宽部件安全移入浮船坞。
平台浮体部分重量约1.5万吨,拖航吃水深度5.5米,工作状态下吃水增至15米。 其系泊系统包含1500余根钢缆,总张力达3万吨。 安装时需先将浮体拖航至广东阳江附近海域,再通过动态电缆接入电网。
根据实测数据,OceanX年发电量预计达5400万千瓦时,可满足3万户三口之家一年用电需求。 与传统固定式风机相比,单位千瓦造价降低10%,运维成本减少15%。 这一经济性优势主要源于双转子设计带来的尾流优化和混凝土基础的成本控制。
截至2023年,全球漂浮式风电累计装机仅235.95兆瓦,但发展节奏正在加速。 英国计划到2030年实现5吉瓦装机,日本则瞄准2030年10吉瓦、2040年45吉瓦的目标。
中国在2023年新增海上风电装机中,明阳智能以294.1万千瓦(287台机组)占据40.9%市场份额,位列全国第一。
OceanX的测试场景不仅限于南海。 明阳智能已在东北亚、欧洲等区域推进应用落地。 西班牙《西班牙人报》在报道中特别强调,该平台可抵御五级飓风(即大西洋流域的最高等级飓风),为欧美飓风频发区的海上风电提供了参考。
平台同时预留了功能扩展接口。 明阳智能曾表示,未来可在平台上集成海水制氢设备或海洋牧场模块,实现“风电+氢能”“风电+渔业”的多功能融合。 这种综合开发模式有望进一步摊薄深海能源开发成本。
尽管OceanX实现了技术突破,但漂浮式风电仍面临产业化挑战。 首当其冲的是系泊系统长期可靠性问题,深海锚链与缆绳需承受连续20年以上的腐蚀与疲劳载荷,目前尚无大规模应用数据支撑。
动态海缆是另一大技术难点。 连接浮动平台与岸基电网的海缆需随波浪摆动,传统刚性保护层易开裂。 明阳智能虽在OceanX上采用了加强型柔性电缆,但长期维护成本仍需观察。
成本压力同样存在。 虽然混凝土基础降低了造价,但漂浮式风电的整体建造成本仍是固定式基础的1.5至2倍。 行业预测显示,需到2030年后才能通过规模化生产实现平价化。
目前,中国已在沿海规划超过1.5亿千瓦深远海风电项目。 OceanX作为首台实现双风机整合的漂浮平台,其2024年下半年的实测数据将直接影响后续项目的投资决策。
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