全球單機(jī)容量最大海上風(fēng)電機(jī)組下線

□ 張莉婧

近日，我國首個(gè)碳中和工業(yè)園區(qū)——福建三峽海上風(fēng)電國際產(chǎn)業(yè)園（以下簡(jiǎn)稱“產(chǎn)業(yè)園”）里一片歡騰，全球單機(jī)容量最大、葉輪直徑最大的海上風(fēng)電機(jī)組GWH252-16MW成功下線，這臺(tái)由三峽集團(tuán)與金風(fēng)科技聯(lián)手研制擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組，不久后將于平潭外海“大顯身手”。

“16兆瓦機(jī)組的成功下線，標(biāo)志著我國風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從‘跟跑’到‘并跑’再到‘領(lǐng)跑’的歷史性跨越，創(chuàng)造了全球海上風(fēng)電裝備發(fā)展的最新標(biāo)桿。下一步，我們將加大力度推廣使用我國自主研發(fā)、具有國際先進(jìn)水平的‘大國重器’，以實(shí)際行動(dòng)支持先進(jìn)裝備制造業(yè)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。”三峽集團(tuán)董事長(zhǎng)、黨組書記雷鳴山表示。

風(fēng)電產(chǎn)業(yè)加速領(lǐng)跑世界

11月8日，距離GWH252-16MW超大容量海上風(fēng)電機(jī)組下線還有15天，緊張有序的下線前實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行。“經(jīng)過層層仿真實(shí)驗(yàn)，分析試驗(yàn)結(jié)果，數(shù)據(jù)指標(biāo)合格，機(jī)組才能成功下線，而從今年2月立項(xiàng)到機(jī)組下線只用了9個(gè)月時(shí)間，這就是中國速度。”金風(fēng)科技有限公司產(chǎn)品與解決方案中心海上產(chǎn)品線產(chǎn)品經(jīng)理李鵬不禁感嘆道。

就在同一個(gè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，全球葉輪直徑最大、亞太地區(qū)單機(jī)容量最大的13.6兆瓦風(fēng)電機(jī)組不久前剛剛下線，距離新的世界紀(jì)錄產(chǎn)生，僅僅過了一個(gè)月。翻開產(chǎn)業(yè)園的產(chǎn)品日志，讓人不禁心潮澎湃：2019年9月，我國自主研發(fā)的8兆瓦、10兆瓦機(jī)組相繼下線，歷史性地將我國海上風(fēng)機(jī)容量提升至“兩位數(shù)”時(shí)代；2022年2月13兆瓦機(jī)組下線，創(chuàng)下亞洲地區(qū)單機(jī)容量最大、葉輪直徑最大風(fēng)電機(jī)組紀(jì)錄；10月13.6兆瓦機(jī)組下線，再次刷新這一紀(jì)錄；到如今16兆瓦機(jī)組樹立起全球風(fēng)電裝備新標(biāo)桿……產(chǎn)業(yè)園里的中國風(fēng)電人，用兩年半的時(shí)間，創(chuàng)下了多項(xiàng)大容量海上風(fēng)電機(jī)組示范驗(yàn)證的紀(jì)錄，見證了我國海上風(fēng)電重大裝備國產(chǎn)化制造能力的持續(xù)提升與創(chuàng)新突破。

在中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)秦海巖看來，“機(jī)組容量不斷增大可以顯著提升發(fā)電量，同等裝機(jī)規(guī)模下提高施工打樁、運(yùn)輸、吊裝效率，減少海底電纜等材料的使用量，極大地降低成本，節(jié)約點(diǎn)位集約用海，使得我國海上風(fēng)電也能做到更經(jīng)濟(jì)、更便宜，這對(duì)于海上風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)，走向深遠(yuǎn)海意義重大。”

建設(shè)海上風(fēng)電裝備“搖籃”

從千畝沙地到一座集技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造、檢測(cè)認(rèn)證、建設(shè)安裝、運(yùn)行維護(hù)為一體的世界級(jí)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群，福建三峽海上風(fēng)電國際產(chǎn)業(yè)園藍(lán)圖的謀劃始于7年前。

福建，沿海地區(qū)年平均風(fēng)速超過9米/秒，海上風(fēng)電可利用小時(shí)數(shù)達(dá)3500小時(shí)~4000小時(shí)，臺(tái)灣海峽的“狹管效應(yīng)”賦予這里得天獨(dú)厚的風(fēng)能資源。但7年前，這里的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)還處于空白。

2015年6月，三峽集團(tuán)與福建省人民政府簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。為了更好地開發(fā)福建海上風(fēng)能并帶動(dòng)中國海上風(fēng)電裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，作為國內(nèi)海上風(fēng)電領(lǐng)域起步較早，在技術(shù)、投資能力及資源整合方面有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的三峽集團(tuán)，大膽邁出“化風(fēng)為寶”的探索步伐。

在福清興化灣，三峽集團(tuán)投資建設(shè)的全球首個(gè)國際化大功率樣機(jī)試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)，被譽(yù)為海上風(fēng)機(jī)的“奧林匹克”賽場(chǎng)。來自國內(nèi)外的8家知名風(fēng)機(jī)廠商所生產(chǎn)的14臺(tái)5兆瓦以上風(fēng)電機(jī)組在這里同臺(tái)競(jìng)技，遴選出最先進(jìn)的海上風(fēng)電裝備廠商落戶產(chǎn)業(yè)園。

“對(duì)于金風(fēng)科技來說，這是一次挑戰(zhàn)，也是一次機(jī)遇。金風(fēng)科技努力把這次挑戰(zhàn)變成海上風(fēng)電大容量風(fēng)機(jī)的創(chuàng)新發(fā)展機(jī)遇。這得益于三峽集團(tuán)創(chuàng)造的同臺(tái)競(jìng)技的機(jī)會(huì)，也得益于在同臺(tái)競(jìng)技中汲取了兄弟企業(yè)好的做法和經(jīng)驗(yàn)。”福建金風(fēng)科技有限公司總經(jīng)理胡建華感慨道。

掌握大國重器核心“密鑰”

海上風(fēng)電技術(shù)難度遠(yuǎn)高于陸上風(fēng)電，單就發(fā)電機(jī)組而言，就面臨功率容量從小到大、功能直徑從短變長(zhǎng)、離岸距離從近到遠(yuǎn)的蝶變升級(jí)挑戰(zhàn)。在這個(gè)過程中，機(jī)組要能有效承受復(fù)雜海況下風(fēng)載、浪載、鹽霧等一系列考驗(yàn)，機(jī)組的定制化、大型化和智慧化制造顯得尤為重要。

除了大，16兆瓦風(fēng)機(jī)最突出的特點(diǎn)還有國產(chǎn)化、數(shù)字化和智能化。風(fēng)機(jī)的大型主軸軸承、超長(zhǎng)輕量葉片等核心部件均實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。

此外，遍布整機(jī)的數(shù)百個(gè)傳感器、機(jī)艙上的激光雷達(dá)就像風(fēng)機(jī)的“神經(jīng)末梢”和“眼睛”，可以感知溫度、濕度、風(fēng)速、震動(dòng)等，實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)數(shù)字化呈現(xiàn)，并通過機(jī)組自身的智慧“大腦”在惡劣氣象條件下進(jìn)行風(fēng)機(jī)角度、功率的調(diào)節(jié)。

“研制大容量風(fēng)機(jī)可以推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。”秦海巖舉例說道，“比如16兆瓦的葉片長(zhǎng)度達(dá)到123米，超長(zhǎng)葉片的特性使得以往的玻纖和樹脂材料無法滿足需求，而需要使用碳纖維，這對(duì)碳纖維產(chǎn)業(yè)會(huì)起到巨大的拉動(dòng)作用。”