东海世界上最大的海,世界上三大面积最大的海

首页 > 自然 > 作者:YD1662024-05-04 17:11:47

上海东海大桥海上风电场

2010年6月,亚洲首座海上风电场——上海东海大桥海上风电项目并网发电,标志着我国海上风电建设进入实战阶段。迎着海风展翅高旋,每年将2.67亿度电通过海底电缆送回陆地,可供上海20余万户居民使用一年。

今年2月22日,我国自主研制、拥有完全自主知识产权的13兆瓦抗台风型海上风电机组在福建福清下线。这是迄今为止亚洲地区单机容量最大、叶轮直径最大的风电机组,国产化率达到了90%。

13兆瓦风电机组有多大?它的轮毂中心高度达130米,相当于43层楼高,它的叶轮直径相当于三个福建舰航母并排的宽度。大功率(兆瓦数)风机,是名副其实的“海上风电大国重器”。单就这一台风机,转一圈能发电23千瓦时,可以让25瓦的电灯点亮38个昼夜。

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国产十三兆瓦风电机组成功下线

起步虽晚的中国海上风电产业,牢牢抓住发展机遇。从2007年首台1.5兆瓦风机,到2009年东海大桥3兆瓦风机,再到2017年兴化湾风电场6.7兆瓦风机,直到今年13兆瓦风机下线,我国海上风机制造能力走在了世界前列。根据彭博新能源财经公布的数据,2021年全球风电整机制造商排名中,我国风电整机制造商占据了前10名中的6席。

15年来,中国海上风机的单机容量翻了3番,以每年一个兆瓦的速度在增加。从跟跑,到并跑,再到实现领跑,这是中国海上风电人的梦想。作为海上风电大机型“孵化器”的福建三峡海上风电产业园,见证了这个梦想的实现。

发展海上风电,福建海域有一个非常重要的优势:受季风和台湾海峡“狭管效应”的影响,福建风力资源丰富,是中国乃至世界海上风电的极佳地。但是,风好也意味着海上风电建设的窗口期少、浪大。“如果在开发难度最大的地方将海上风电圆满地建设起来,那么我们建其它地方的海上风电就能更容易。”负责海上风机安装的中交第三航务工程局有限公司相关负责人说。

为了海上风机的创新应用,2017年9月,三峡集团在福建福清兴化湾摆下全球海上风电“奥运”竞技场,建设了国内第一个海上风电产业园。金风科技、上海电气、明阳智能、东方电气、GE等8家国内外知名风机厂家的14台风机同场竞技,目标是遴选出最适合我国海上风电发展的风机,以推进海上风电高端装备国产化、大型化。

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福建兴化湾海上风电场

金风科技总裁曹志刚回忆说,福建兴化湾风电场对风机的要求达到或者接近当时国际先进水平,单机容量实现6.7兆瓦。“对中国风电装备制造业来说,从3兆瓦提升到6.7兆瓦,尤其是在台风频发的东南沿海,保证风机快速稳定运行并不是件简单的事情。”曹志刚直言。

单机容量扩增一倍多,风机机头的重量将由不足200吨提升到400吨,叶片的直径由过去的121米达到了154米,风机的扫风面积相当于2.5个足球场。将这样的庞然大物稳稳地立在海上,对工程建设是巨大挑战。

吕鹏远清楚地记得,当时参加比赛的两个外国厂家提供的产品为定型产品,金风科技做的却是首台套。最后在海上安装风机时,正常的调试时间是72小时,金风科技用时不到10小时就完成调试,性能还优于国外同类产品,打了一场漂亮的翻身仗。

依托海上风电竞技场,福建兴化湾的产业园一边实验,一边建设。2018年底,产业园建成,海上风电全产业链实现落户。如今,金风科技、东方电气等国产风机已经供不应求,产业园中除了6.7兆瓦风机之外,8兆瓦的机型也已量产,13兆瓦风机已经下线,15兆瓦以上的风机正在研发。

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向深远海进发的号角已吹响

中国南海,离岸28公里,水深30米处,一台高度超百米的风电机组屹立在三角结构的漂浮平台上,远远望去,悠悠转动的巨大桨叶赫然醒目,叶片转动1小时,满发5500度电,可够一个三口之家用上两年。

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全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组——“三峡引领号”

这是我国拥有完全自主知识产权的漂浮式风电机组及基础平台,具有大容量、抗台风、漂浮式的特点,2021年12月7日,机组正式并网发电,标志着我国海上风电迈出了向深远海获取风能资源的探索步伐。

海上风电向深远海挺进,漂浮平台建造、超远距离输电等工程技术是绕不开的难题与挑战。

与近海机组“站立”海底不同,漂浮式风电机组及基础平台是用锚系与海底链接,让浮体与风机像不倒翁一样“漂”在海面上,保证风机即使在台风来临时也不沉不倒,不出问题。

长期从事风能研究的中国科学院力学研究所研究员杨晓雷在接受记者采访时表示,此前,我国在海洋工程上发展的漂浮式平台技术主要针对油气开采,无论是海下水深、承担载荷、安全系数以及经济指标都与海上风电的漂浮式平台有很大差别。而且国际规范的适用性不足,因此尽管欧洲等国家的漂浮式技术与建造经验相对成熟,却并不完全适用于我国的海上漂浮式风电建设。

“让风机安全稳定地漂浮起来,核心难题在于制造出适合于我国海域特点的风机与漂浮式基础。”杨晓雷表示。

目前,欧洲仍然是深远海域海上风电的先行者,欧洲市场已经完成建设漂浮式单立柱式风机20余台,半潜式风机10余台,多个海上风电强国也已在深远海域进行布局。截至2021年底,全球已经投运的商业化漂浮式海上风电场共3个,均位于英国。

遥远的海上风场,怎样将电送上岸?

在所有海域铺设海缆不可行。如果大规模开发、远距离输送,海缆的成本将很难负担得起,海域的建设更不允许。中国“御风人”想到一个办法,建设“海缆路由”——海上换流站,用柔性直流将电从远方送来。

在江苏如东离岸50公里的黄沙洋海域,行船远眺,高度约15层楼的海上换流站稳稳地立在大海上,向过往的船舶凸显着存在感。而在海底,一根根海缆正深埋在淤泥海床下,将海上风电场的电能汇聚于此,再通过换流站转换为损耗更低的直流电后,送至陆上。

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