藍色牧場揚風帆

　　探訪全球首個(ge) 漂浮式風漁融合項目

　　提及海上風電，大家已耳熟能詳。海上風機可以將海洋上的風轉化為(wei) 電能，為(wei) 人們(men) 生產(chan) 生活提供清潔能源。如今，海上風電平台不僅(jin) 可以發電，還可以養(yang) 魚。

　　在福建省莆田市秀嶼區南日島海麵之上，就有這樣一個(ge) 平台——“國能共享號”。

　　這是全球首個(ge) 漂浮式風漁融合項目，是深遠海漂浮式風機與(yu) 漁業(ye) 養(yang) 殖一體(ti) 化設計的創新實踐，既能產(chan) 生綠色能源，也是一座“藍色糧倉(cang) ”。

　　為(wei) 什麽(me) 要把養(yang) 魚和發電放在一起？建設該平台有什麽(me) 意義(yi) ？建設中遇到了哪些難題，又是如何攻克的？我們(men) 一起探訪全球首個(ge) 漂浮式風漁融合項目“國能共享號”平台。

　　分體(ti) 組裝 整體(ti) 拖航

　　一顆亮眼“新星”落戶南日島海域

　　11月初，南日島海上風電場水域。在一排排禦風而動、化風為(wei) 寶的風機群中，明黃色的三立柱半潛式平台佇(zhu) 立於(yu) 萬(wan) 頃碧波，尤顯與(yu) 眾(zhong) 不同。

　　這就是“國能共享號”平台。平台上裝有一台4兆瓦海上風電機組，以及輕質柔性光伏組件，平台中間取正六邊形作為(wei) 養(yang) 殖區域，實現風、光、漁融合發展。平台下，9條錨鏈將平台與(yu) 海床係固，打牢了“海底地基”。海底電纜敷設也已全部完成。

　　“這為(wei) 下一步風機送電提供了重要基礎支撐。”項目現場負責人趙樂(le) 川介紹，平台投產(chan) 後，每年發電量可達1600萬(wan) 千瓦時，相當於(yu) 6000多戶普通家庭一年的用電量，一個(ge) 養(yang) 殖周期的魚品預計可營收數百萬(wan) 元。

　　據了解，因獨特的資源環境優(you) 勢，南日島既是天然風電場，又是福建省唯一一個(ge) 國家級海洋牧場示範區。在“國能共享號”落戶前，全島已投產(chan) 風機267台，海水養(yang) 殖麵積達4566.67公頃。

　　“國能共享號”的優(you) 勢在哪兒(er) ？就在於(yu) 其“既能發電、也能養(yang) 魚”的開創性之舉(ju) 。

　　“我們(men) 將風力發電、光伏發電和深海養(yang) 殖平台合為(wei) 一體(ti) ，實現綠色能源與(yu) 人工智能養(yang) 殖的跨產(chan) 業(ye) 融合。”國家能源集團龍源電力“國能共享號”項目負責人陳勇介紹，這一方麵推動海上風電、海水養(yang) 殖向深遠海發展，另一方麵將有效降低綜合成本。

　　據了解，傳(chuan) 統意義(yi) 上，統籌規劃海上風電和漁業(ye) 養(yang) 殖區域，需要預留一定的間隔空間，導致海洋資源利用率不高。而“國能共享號”在同一片海域既能發電、也能養(yang) 魚，可實現海洋資源的立體(ti) 式開發，海洋資源利用更加環保、集約、高效，且更加靈活。

　　其中，漂浮式基礎的設計建造是“國能共享號”平台建設的關(guan) 鍵所在，其上承風電機組，下托養(yang) 殖網箱。

　　“漂浮式基礎就是那個(ge) 三立柱半潛式平台。”陳勇進一步解釋道，傳(chuan) 統固定式海上風電機組一般是通過打樁將基礎固定在海床上來支撐上部風機，但對於(yu) 水深50米以上的海域適用性不高，“我們(men) 采用漂浮式平台來支撐上部風機，就像是一艘‘船’，可以漂浮在海麵上，適用範圍更廣。”

　　從(cong) 空中俯瞰，漂浮式平台形狀為(wei) 正三角形，立柱間邊長70米，平台總高24米、設計吃水14米，總重量達4900噸，養(yang) 殖區域容積約1萬(wan) 立方米。風機高86米，單機重約645噸。

　　如此龐然大物，在南日島安家並不容易。

　　據國家能源集團龍源電力福建公司工程建設部主任林燊介紹，“國能共享號”采取“分體(ti) 組裝、整體(ti) 拖航”的方式在南日島安家落戶：主體(ti) 漂浮平台在浙江製造出廠後，拖航至福建平潭完成“風機+漂浮式平台”的組裝，隨後整體(ti) 拖航至預定海域。

　　“每一步，都是與(yu) 時間賽跑。”林燊介紹，整體(ti) 組裝之時正值“盛風期”，施工窗口期很短，使得風機吊裝任務更加艱巨。他和工作人員24小時守在現場，就地協調葉片吊裝遇到的各類問題。“環環緊扣，每個(ge) 點位的建設人員都是夜以繼日地協作‘戰鬥’，最終確保整體(ti) 組裝順利。隨後又經曆了約5小時的海上拖航，‘國能共享號’抵達南日島海上風電場水域。”

　　遠程監控 一鍵操作

　　數字化智能化應用於(yu) 設計建造全過程

　　走近三角形狀的漂浮式主體(ti) 平台，正中間一個(ge) 正六邊形的巨型養(yang) 殖網箱躍然眼前。現場工作人員正對養(yang) 殖網箱的網衣、遠程監控係統等進行檢測，為(wei) 下一步魚種投放、網衣機器人投用等工作做準備。

　　作為(wei) 全球首個(ge) 漂浮式風漁融合項目，“國能共享號”可謂科技感滿滿。據了解，該平台是一個(ge) 無人平台，搭載了許多智能化裝備，可遠程監測魚體(ti) 生長狀況、進行餌料自動投喂等。

　　“養(yang) 殖網箱配套了高清攝像係統，可以比較直觀地看到養(yang) 殖網箱中魚的情況，遠程觀察評估魚的生長狀態和尺寸重量。同步配套的水下聚魚燈，用於(yu) 聚集野生餌料，促進魚的生長。”陳勇說，網箱上還搭建了在線監測水質和水文數據的傳(chuan) 感器，可獲取水體(ti) 溫度等參數，這些數據可同步顯示在工作人員的手機APP終端；配備餌料自動投放器，工作人員無需登上平台，足不出戶便可實現“一鍵喂養(yang) ”。

　　網衣清洗機器人因清洗效率高、對網衣損傷(shang) 小等特點，也加入了海底網箱係統“大家庭”，可定期對網衣上的海草、貽貝等海洋附著物進行清潔，降低附著物對魚類養(yang) 殖的影響。工作人員在陸地可遠程操控網衣清洗機器人“工作”，並實現遠程監控。

　　數字化、智能化不僅(jin) 被應用於(yu) “國能共享號”的後期運維，也被應用於(yu) 設計建造全過程。

　　以“國能共享號”的關(guan) 鍵技術——漂浮式平台的設計建造為(wei) 例。由於(yu) 平台像船一樣漂浮在海麵，且上承風機、下托養(yang) 殖網箱，風浪對其穩定性影響很大。要確保平台安全和穩定發電，對其最大傾(qing) 角提出了較高要求。

　　對此，項目技術人員聯合高校、科研院所等，綜合分析適用海域、水動力性能、結構性能、設計建造安裝等因素，經過多輪高科技仿真模擬和設計優(you) 化，才確定了漂浮式基礎的型式。據了解，僅(jin) 型式仿真計算就進行了4輪，每輪仿真計算模擬的工況更是數以萬(wan) 計。

　　“每輪仿真計算，僅(jin) 風機的工況模擬就超過5萬(wan) 個(ge) 。不僅(jin) 如此，我們(men) 還通過水池實驗模擬了數百個(ge) 極端工況，全麵檢驗關(guan) 鍵性能參數的準確性。”陳勇介紹，“國能共享號”平台設計獲得了中國船級社原則性批準證書(shu) ，設計成果通過中國船級社、挪威船級社等業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 業(ye) 機構審查驗證。

　　“我們(men) 還開發設計了適用漂浮式風機的控製算法和平台穩定控製係統，並且完成10餘(yu) 項關(guan) 鍵設計升級。”陳勇介紹，針對漂浮式風機係統穩定問題，項目團隊攻克了風電基礎設計、風電機組適應性改造、動態海纜及錨泊係統設計等方麵的“卡脖子”技術，填補了相關(guan) 領域技術空白，實現了從(cong) “0”到“1”的突破。

　　優(you) 化漂浮式平台下部垂蕩艙設計、選用非對稱係泊係統和分段錨鏈……一係列技術創新及優(you) 化，使得整個(ge) 漂浮式平台可抵禦15級台風侵襲。

　　以電養(yang) 魚 以漁養(yang) 電

　　探索形成“綠色能源+藍色糧倉(cang) ”新模式

　　最近，風漁融合項目養(yang) 殖單位正聯合海洋漁業(ye) 研究所、養(yang) 殖專(zhuan) 家等，根據海域環境特點，對“國能共享號”第一代養(yang) 殖魚種進行論證。

　　作為(wei) 一個(ge) 搭載諸多智能化應用的養(yang) 殖網箱，其正常運轉離不開“國能共享號”的“自循環”供電係統。

　　據了解，供電不足、供電不穩定，是傳(chuan) 統海洋牧場普遍存在的問題，這也限製了大型海洋牧場智能化控製設施的廣泛應用。

　　如何解決(jue) 這一問題？“國能共享號”給出了答案。

　　“平台上承載的4兆瓦風電機組雖然看起來不算大，但它滿負荷時，每小時就能發電4000度，一天能發電9.6萬(wan) 度。”國家能源集團龍源電力福建公司生產(chan) 技術部主任劉興(xing) 鋒介紹，這也是平台上各類設施的主要電源。白天光照充足時，平台上的光伏發電係統並網，可作為(wei) 輔助電源與(yu) 風電機組一起供電，實現“自發自用”，並為(wei) 帶有儲(chu) 能裝置的不間斷電源充電。

　　“‘國能共享號’配備了微網控製器，實現‘智能’邏輯判斷。當風、光發電過剩時，除自用外還可通過海底電纜外送；當風、光發電不足或其他原因導致係統無法供電時，微網控製器啟動帶有儲(chu) 能裝置的不間斷電源進行過渡性供電，並發動柴油發電機發電，確保不斷電。”劉興(xing) 鋒說。

　　“國能共享號”不僅(jin) 可以實現“以電養(yang) 魚”，還能實現“以漁養(yang) 電”，即養(yang) 殖收入反過來補貼深遠海風電建設成本。

　　風漁融合項目的推出，也獲得了不少漁業(ye) 養(yang) 殖企業(ye) 主的關(guan) 注。

　　秀嶼區南日鎮後葉村村民楊文發以海為(wei) 生，有著15年漁業(ye) 養(yang) 殖經驗，對“國能共享號”的投用充滿期待：“既能發電、又能養(yang) 魚，科技感滿滿。平台周邊投放餌料也會(hui) 引來眾(zhong) 多魚類活動，增加我們(men) 的捕撈收入。”

　　作為(wei) 海邊出生長大的“漁村人”，陳勇有著深厚的“海洋情懷”。他表示，開發建設“國能共享號”，搭建起海洋牧場與(yu) 海上風電融合發展的新模式，“既能產(chan) 生綠色能源，也是一座‘藍色糧倉(cang) ’，提升了海域空間利用，為(wei) 進一步推進海洋資源開發提供創新方案。”

　　“國能共享號”投產(chan) 在即，項目團隊之後將對該樣機實測的風機運行參數、錨泊性能、漁業(ye) 養(yang) 殖數值等進行分析，總結優(you) 化方案，全麵推廣應用，助推海洋經濟融合發展模式向蔚藍深海挺進。