12月11日，在阳江明阳青洲四海上风电场，全球单体容量最大的漂浮式风电平台“明阳天成号”开始了其“职业生涯”的第一个工作日。半个月以来，迎着海风，“明阳天成号”两台主机上的叶轮缓缓转动，源源不断地将风能转化为电能。
记者了解到，“明阳天成号”所在的阳江青洲海域水深超过45米、离岸约70公里，这里有着比近海更优质的风力资源。但要一步步挺进深海，将数百米高的风机稳稳立于海面并高效获取风能，显然不易。
作为中山市龙头企业和能源行业领军企业，明阳集团的技术团队历经多年潜心钻研，最终成功攻克一系列技术难题，迈出了“向海图强”的一大步。该项目全球首创的双转子（双叶轮、双主机）设计，实现了海上捕风“最优解”，对海上风电开发技术革新具有重要意义。
年发电量可供3万户三口之家使用
从高空俯瞰，汪洋之上的“明阳天成号”并不显眼，但其实则是庞然大物。据明阳集团技术人员介绍，这台呈“V”字形排列、搭载两台8.3兆瓦海上风机的漂浮式风电平台总容量达到16.6兆瓦，叶轮最高处达219米，空中最大宽度约为369米。据测算，“明阳天成号”投运后平均每年可发电约5400万度，能满足3万户三口之家一年的日常用电。
从2020年缩尺比样机试运行到今年“明阳天成号”横空出世，该项目的每一步进展都引人注目。
今年7月3日，随着第二个叶轮与轮毂精准对接，“明阳天成号”在中船黄埔文冲船厂完成安装。8月11日，在大马力拖船的牵引下，“明阳天成号”从广州南沙港池出发，在与深中通道、港珠澳大桥“会面”后驶出伶仃洋向西前行，途经珠海、江门以及阳江南鹏岛海上风电场，历经两天多约191海里航行，如期抵达预定海域。
据介绍，为了让海上巨人更好地“安身立命”，“明阳天成号”的技术团队通过高端材料创新性应用，造就了科技含量十足的浮式基础。其中，首次采用抗压能力达到115兆帕以上超高性能混凝土材料来进行浮式基础的制造，这种混凝土材料强度达到普通混凝土的4倍左右，大大增加了浮式基础结构的承载能力。
在强大浮式基础的支撑下，风电平台的两座塔筒以“V”字形排列，这也是全球首台在一个浮式基础上安装两座塔筒的海上风电平台。长椭圆形的塔筒设计使塔筒的长轴面受风面积远大于短轴面，当风向和风电平台出现一定夹角时，塔筒受风面积增大，因此可以更快地对风，从而提升风能利用效率。
首创双转子设计既能捕风也能抗台风
外观上，“明阳天成号”“V”字形塔筒上的两台主机、两个叶轮“并排”而立，这种首创的双转子设计让“明阳天成号”的扫风面积超5.2万平方米，相当于7个标准化足球场。在这样的设计下如何进一步实现捕风效率提升以及确保安全，让研发团队费了一番脑筋。
据介绍，该风电平台上两个叶轮的叶片尖端之间只间隔5米，这样的极限设计，是综合考虑叶轮间距、风能利用效率和“V”型塔筒夹角之后的最优解。其不仅确保了叶轮之间的安全距离，还能实现最大化的捕风率，带来更好的稳定性。
“由于该电机是在距陆地遥远的深海运转，对极端台风条件的应对能力成为团队研发过程中考量的重要一环。”据技术人员介绍，该风电平台在设计之初就考虑到了360°的台风载荷，解决的关键就在系泊系统。为此，“明阳天成号”采用了单点系泊系统，在锚链的牵引下，它能够根据台风的方向进行自适应的偏航调整——台风吹向哪，“明阳天成号”就转向哪，让风轮始终正对来风方向。
数据显示，单点系泊方案使支撑结构极限载荷降低40%，从而提高了风机在台风天气中的安全性和稳定性。这一技术的应用，推进了海洋能源装备和工程装备岸上作业的标准化与高效化。明阳集团其他应用该技术的海上风电机，近年来成功应对了“苏拉”“摩羯”等台风考验，并带来超预期的发电量。
值得一提的是，借助于先进的人工智能物联网、认知计算技术和数据科学的融合创新，“明阳天成号”还具备卓越的环境感知能力、数据驱动的智能分析、精准决策制定以及全面的安全防护能力。
据统计，“明阳天成号”安装有超过3000个智能感应器，除传统的大部件监测传感器外，还配备惯导波浪监测、阴极保护、应力监测、螺栓载荷、高压柜气体监测、浮筒破损监测、防雷监测、自动消防等系统，通过视频、图像、音频、位移、温度、振动、应力、电压、电流、风速、风向等多传感器数据融合技术，可实时感知2000多个零部件运行状态。
此外，通过AIS、卫星等技术的融合应用，“明阳天成号”可对外来船舶进行实时监控，定位精度可达3米。同时通过配备雷达、能见度测距仪、太阳能航标灯、电笛等设备，“明阳天成号”可自动将闯入核心区域的外来船舶进行驱离，保障设备安全。
文丨记者 张德钢 通讯员 李珊珊
视频剪辑 | 记者 张德钢
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海报 | 李焕菲