科创在株洲丨验收通过!“启航号”20MW漂浮式风电机组从株洲驶向万顷波涛

红网时刻新闻7月30日株洲讯(记者 曹缇 通讯员 周南萍)7月初,2023年湖南省十大技术攻关项目“深远海超大功率半直驱永磁海上风电机组关键技术”,正式通过项目验收。这标志着由中车株洲电力机车研究所有限公司(以下简称“中车株洲所”)牵头研制的全球最大功率等级——20MW漂浮式风电机组“启航号”,完成了从关键技术攻关到工程验证的全链条闭环,向深远海能源开发交出了一份沉甸甸的答卷。

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项目示意图。

谈及该项目为何作为湖南省最高级别科研项目?中车株洲所研究院系统与载荷技术部主管、产品系统设计工程师罗涛表示,深远海风能储量远高于近海、陆地,发电量更稳定,漂浮式风电机组是深远海清洁能源开发的核心装备。而传统固定式机组只能建设在水深60米以内近海海域,资源有限、近海空间竞争激烈。漂浮式机组不依托海底桩基,能够部署在水深60米至上千米的深远海区域。

“机组大型化是实现漂浮式平价商业化的核心逻辑,单机容量从2.3 MW跃升至20MW级,可摊薄单位千瓦造价,但这一跃升难度呈指数级增长,整机系统更复杂、叶片更长、浮体更大,气动、水动、控制耦合控制难度更大,极端工况下结构安全与稳定控制挑战空前,全球尚无大容量漂浮式机组长期运行业绩可供参照。”罗涛说,挑战最大,战略意义最大,这正是中车将其定位为最高级别科研项目的底层逻辑。

“启航号”20MW机组构成了“研发+核心部件”中枢。这期间,项目交出了一份过硬的“突破清单”:一体化耦合设计打破分块校核旧路,实现风轮、传动链、漂浮平台、锚链联合仿真;半直驱+容错架构让传动链缩短3至4米、减重20%;平台稳定性控制、大海浪穿越、倾角反馈三重控制算法护航,确保机组在17级台风(74m/s)下的安全;主控系统、碳纤维叶片、主轴承实现100%国产化,打通了“材料—部件—整机”全自主路径。

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安装现场。

2024年3月,中车株洲所科技节上,“启航号”发布;9月,德国汉堡风能展上,“启航号”让国际头部友商维斯塔斯技术总监感叹“启航号把漂浮式商业化提前至少5年。”;10月,江苏射阳整机下线;2025年1月11日,山东东营样机吊装;同年6月样机正式并网运行。从立项到吊装仅18个月,较行业平均缩短约40%。去年底,该项目在经过论证后拿到市场准入许可。“启航号”被喻为“立起来的高铁”,总高度达到280米,轮毂高度151米,风轮直径260米、扫风面积相当于7个标准足球场。在额定风速下,风电机组转一圈可发电40度,年发电量可达6200万度,远超陆上或近海机组的发电量。目前,“启航号”已获中电建海南万宁百万千瓦漂浮式海上风电项目一期适配订单,这是中国首个规模化深远海风电项目,也是全球最大的商业化漂浮式项目。

“高铁是轮轨上的国家名片,‘启航号’将是我们持续努力打造的第二张。”罗涛感慨,从株洲出发,这台漂浮式机组即将直面深海的风。湖南“十大技术攻关”的深远海答卷,才刚刚启航。