中国“风”,为何领跑世界?

2023-12-28 11:25:52 admin 6

“大风车”转呀转

在山间↓

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△福建省连城县石壁山风电场

在海上↓

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在沙漠戈壁↓

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在草原↓

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△中国广核集团内蒙古兴安盟风电基地

在高原↓

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△西藏措美哲古风电场

世界第一,已经成为我国风电的亮眼标签。

2010年底,我国风力发电累计装机容量跃居世界第一。此后,风电装机稳居第一,于2015年突破1亿千瓦,2019年突破2亿千瓦,2021年突破3亿千瓦。

中国风电为何能一路领跑?一起去探寻风之魅力。

01

自主之风

轮毂中心高度152米,约相当于一座52层大楼的高度;机舱、发电机组合体重达385吨,相当于190台越野车的重量;单只叶片重54吨,长123米,能够同时容纳300个成年人并肩站立;叶轮扫风面积约5万平方米,约相当于7个标准足球场大。

这就是全球首台16兆瓦海上风电机组,6月28日在三峡集团福建海上风电场吊装成功。

建成投产后,它将成为全球已投运的单机容量最大海上风电机组。而且,包括发电系统在内,这台风机的大型主轴轴承、超长轻量叶片等核心部件均实现了国产化。

从外部看,这个风机是个“铁疙瘩”,但实际上,内部大有乾坤。

16兆瓦海上风电机组,在保证发电量的前提下,将发电机的重量降低到了20吨左右,实现了大容量电机小型化的技术突破。

遍布整机的数百个传感器和机舱上的激光雷达,可以感知温度、湿度、风速等信息,数字化跟踪机组的运行状态,在恶劣气象条件下,还能通过机组自身的智慧“大脑”,进行风机角度、功率的调节。

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123米超长海上风电叶片为100%我国自主知识产权。并不只是大,它的内部主梁结构突破性采用碳纤维材料,叶片重量减轻了20%左右。这款叶片96%以上的原材料实现了国产化;技术工艺上更拥有100%的自主知识产权。

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可以说,16兆瓦海上风电机组是我国风电高端装备制造能力的一次集中展示。目前,我国已发展成为世界第一大风电整机装备生产国,产量占全球的一半以上,已形成了完整的具有领先水平和全球竞争力的风电产业链和供应链。

02

突破之风

近年来,我国风电快速发展,从海洋到陆地,不断突破环境条件限制,一架架“大风车”拔地而起。

在海上,风电平台向深远海挺进。

今年5月,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网,正式为海上油气田输送绿电,可节省天然气近千万立方米,预计年均减少二氧化碳排放2.2万吨。

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在深远海怎么建造风机呢?秘诀是“浮”。

浮式风电平台是一种可在水中漂浮并捕捉风能发电的装备,通过在浮体内部注水压载,实现在水中漂浮并保持平衡状态,以克服海水对风机基础的晃动作用。

“海油观澜号”是我国第一个工作海域距离海岸线100公里以上,水深超过100米的浮式风电平台。它整体高度超200米,吃水总重达11000吨,通过9根锚链系泊固定在水深120米的海洋深处。

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“海油观澜号”所在的地方是全球已有海上风电环境工况的最复杂海域。这样的“大家伙”漂在海上安全吗?放心,“海油观澜号”创新应用一体化设计和迭代技术,能够保证在超17级的最强台风下安全稳定运行。

在陆地,风电场突破高海拔限制。

西藏措美哲古风电场是世界最高海拔风电场。它位于喜马拉雅山北麓的山南市措美县哲古镇,是首个并入西藏主电网的风电项目,风电建设在海拔5000米至5200米之间。

一期项目于2021年底全面投产发电。截至今年3月,累计发电量已突破1亿千瓦时。

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在高海拔建设风电站,风机不仅必须要解决极低空气密度、高强度日照、超高海拔、低气压等环境工况难题,还要对电气电控、冷却、防雷等系统进行专门设计。

西藏措美哲古风电项目的成功,填补了超高海拔地区风力发电开发建设的行业空白,打破了“高原风能有气无力、不具有开发价值”的说法。

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“向云端,山那边,海里面”,歌词中所唱,也是中国风电建设真实动人的写照。

03

建设之风

今年早些时候,三峡能源四川金阳风电场风机叶片在险峻山路上“神龙摆尾”的视频火了。

风机叶片长75米、重19吨,把它运到在建的风电场,一路要走悬崖、过险弯、越盘山,全程200多公里,走了半个月,辛苦可想而知。

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△画面为10倍速效果

该项目负责人罗涛回忆,“刚开始,驾驶员说,给多少钱,都不愿意做。”怎么办?负责人上。运输公司老总上阵开车,罗涛和同事们就跟车,前前后后地照看、指挥。路不够宽,工人们就吊着安全绳开凿。功夫不负有心人,最终实现当年建设、当年完工。

而16兆瓦海上风电机组的123米超长海上风电叶片转运,同样不容易。运输车辆有着特殊的设计,全车轮胎数超过了60个。

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各地风机叶片运输的场景看得人不禁屏住呼吸。看得见的是神奇,感受到的是毅力,所有的建设都是建设者迎难而上的成功。

风机叶片运输已经如此困难,安装的难度更是可想而知。

叶片吊装是16兆瓦风机安装过程中最难也是最关键的工序。福建平潭外海海域,一年中约有300多天有6级以上的大风。在风力的作用下,高空吊装时巨大的叶片和轮毂极易产生晃动。而叶片在安装对接时,需将176颗直径42毫米的高强螺栓插入直径为45毫米的螺栓孔内,安装误差须控制在1.5毫米以内,堪称百米高空“穿针引线”。

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为安全、优质、高效地完成,项目施工方从广东调来全球首艘2000吨级第四代海上风电安装平台——“白鹤滩”号。

“白鹤滩”号向上竖起的桩腿长达120米,水面之下的桩腿直插海底,穿过淤泥直达硬顶层,支撑平台立于海上。配置的动力定位系统,可以保障作业者在风高浪急、暗流涌动的复杂作业环境中做到“任凭风浪起,稳坐钓鱼台”。

2020年以前,国内没有一艘能够满足水深超40米、风机轮毂中心高度超130米的风电安装船。为了推动海上风电由近海向远海开发,我国建造了国内首艘满足深远海风机安装的安装船“白鹤滩”号,国内最大的综合性勘探试验平台。截至2022年底,国内现役风电安装船54艘。

可以说,建设者的迎难而上,建设利器的不断完善,共同成就了中国风电的建设传奇。

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自主研发、不断突破、扎实建设,中国风电乘风而起,扶摇直上、“风”采无限!


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