有了这种“大风车”,中国海上风电或将逆势崛起!

作者: 樊天慧

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2022-07-20 18:04:27

本文介绍了樊天慧在海上风电领域的科研经历和成果,特别是对漂浮式海上风电技术的研发和应用,展示了中国海上风电的发展潜力和未来前景。

大家好,我是樊天慧,来自华南理工大学。很荣幸来到格致论道讲坛,和大家分享我的科研故事:《海上风电,大风刮来的清洁能源》。我的家在东北,在我们那儿有句俗语叫做:没有人的钱是大风刮来的。小时候的我非常笃信这句话,觉得这句话简直是真理,没有任何问题。直到长大后,我进入了海上风电这个行业,才发现有的时候需要突破认知:大风不仅能刮来钱,还能刮来宝贵的清洁能源。

2005年,我进入大连理工大学工程力学系开始本科学习。工程力学是很多工程的基础,因此我的同学后来有的进入了土木建筑行业,有的从事航空航天行业,当然也有的从事海洋工程行业。2008年,我保送至欧进萍院士团队,开始从事深远海油气平台研发的工作。对于大部分人来讲,可能海岸就是陆地的尽头,但是对于我们海洋工程人来讲,海岸仅仅是世界的开始。

2009年,我第一次来到海南,第一次看到了南海。在这次旅途中,我不仅看到了海洋油气平台,也看到了很多伫立在山间的大风车。海边的大风和这些大风车引起了我的兴趣,让我对风电这个行业产生了浓厚的好奇。经过调研,我发现当时陆上风电的发展非常迅速,海上风电也已经正式提上议事日程,但是真正的海上风电还尚未成功建设。通过比较陆上风电和海上风电,我们认为相对于陆上风电,海上风电还有一些天然的优势。

2016年,我博士毕业,当时我心中海上风电的种子已经开始开花结果。我下定决心,一定要投入到海上风电这个行业中来。于是,我毅然决然南下,来到广州,来到华南理工大学,来到这个南海旁边的城市,把所有的科研精力、科研基础和科研方向全部都转移到海上漂浮式风电这个方向上来。经过2016年、2017年的努力,在2018年,我们获批了一个非常重要的项目——海上浮式风电平台全耦合动态分析及其装置研发。

设计好了我们的大浮体和大绳子,下面要进行验证了。为什么要进行验证?因为海上风电的建设成本非常高,风险也大。我们设计好之后,需要经过详细的验证,最终才能开工、施工和建造。做实验的过程中,我们一定要严格考虑风和波浪的双重影响,为什么?因为在波浪的作用下,平台就会开始摇晃,带动上面的风车也开始摇摆,这样风力就会产生一个比较复杂的变化。

经过模型试验,我们验证了之前设计的浮体、大绳子、整套系统都是没有问题的。那么接下来,我们就要进入施工建设的环节中,一起来看一下施工中的视频片段。首先,我们把浮体的各个分段进行吊装和搭载,组成一个完整的浮体。组装完成之后,就要进行拖航,我们要把组装好的浮体滚装拖到半潜船上。接着,船驶入较深的水域,半潜船下沉,让浮体浮在水面上。然后利用拖船把浮体拖到和风车连接的码头。

未来单个海上漂浮式风电场的规模可能到300-500兆瓦,每小时满发电量可以达到30-50万度,每年可为150-300万户家庭提供绿色的清洁能源。广东是用电大省,它的电能很多来自于西电东送。如果未来可以大规模地建设海上漂浮式风电场,我想这可能在很大程度上解决广东用电依赖的难题和窘境,同时也为祖国的碳中和、实现双碳目标提供一些助力和支持。

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