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2023.11.21福建
近日,国家能源集团龙源电力开发建设的全球首个漂浮式风渔融合项目“国能共享号”平台在浙江舟山成功下水,拖航驶向项目场址福建平潭,为项目如期建成投产奠定基础。
▲图为“国能共享号”下水拖航
该项目是深远海漂浮式风电与渔业养殖一体化设计概念在世界范围内的首次创新实践。目前,项目平台设计已获得中国船级社原则性批准(AIP)证书,设计成果通过中国船级社、挪威船级社等业内专业机构审查验证,平台已完成建设并圆满完成倾斜试验,塔筒设备监造完成。
此次成功下水拖航,标志着项目开发建设进入新阶段。建成投产后,将填补漂浮式海上风电领域的行业空白,助力海洋经济融合发展模式向深海挺进。
漂浮式风渔融合项目“国能共享号”平台是全球首个深远海浮式风电与养殖一体化设计项目,被列入福建省科技重大专项。该平台主要由“漂浮式风机+养殖网箱”组成,具体包括浮式平台、4MW风机、系泊锚固系统等。浮式平台为三立柱半潜式结构,形状为正三棱柱,立柱间边长70米,立柱高28米,设计吃水14米,养殖水体容积约10000立方米,可养殖1年期以上的中等鱼苗。平台系固采用9条长约431m无档锚链,每个立柱连接3条系泊缆,保障风渔融合平台在海上安全平稳生产运营。
据悉,4MW风电机组满载发电,一小时可以发4千度电,一天可以发9.6万度电。该项目开创了海上浮式风机与渔业养殖融合的新模式,打造“水下产出绿色产品,水上产出清洁能源”的新局面,探索“海上粮仓+绿色能源”新路径,为国家海岸带地区可持续综合利用提供依据,实现生态、经济和社会效益的统一。
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海上风渔融合的理念与机制
根据海上风电与海洋渔业的用海及技术特征,风渔融合理念与机制主要包括3个方面。
(1)空间融合
是指在风电场用海范围内水上水下、风机机位和养殖设施统筹规划,立体用海、海上风电与渔业养殖协调布局。
(2)结构融合
是指养殖设施与海上风机基础采用一体化集成的设计思路,该种设计需要注意融合后设计环境重现期标准的选择、有人值守和无人值守安全等级的区别、养殖运维操作对风电机组运行的影响以及风机噪音对鱼的影响。
(3)功能融合
是指充分利用风电的能源供给优势与养殖的产业效益达到“以电养鱼、以渔养电”的双料效益。将海上电能直接用于养殖平台及其监控、运维设施,提高养殖效率及收益,补贴风电投资。同时共用风、渔运维的船机设备,降低运维成本。
海上风渔融合关键技术
(1)风渔融合选型与设计
海上风渔融合的关键问题之一是要确定融合的型式,海上风电可分为固定式和漂浮式两大类,与此类似,养殖设施也分为固定式和漂浮式两大类。
养殖设施选型及特点
风渔融合设计的任务之一就是要进行海上风电及养殖结构选型。若采用空间融合,需合理规划选址,避开海缆通道,风机运维通道,固定式网箱宜选择海床地基较好区域,漂浮式网箱应防止走锚后对风机基础造成碰撞。若采用结构融合,需要统筹考虑风电和养殖两个行业的标准规范、对结构进行专门设计。
(2)网衣选型及连接设计
风渔融合概念中养殖一般采用网箱,网衣系统是整个网箱的核心。网衣系统的设计包括网衣材质,网目大小,网衣防污处理,装配方案等等。目前常见的网衣类型包括普通聚乙烯、超高分子量、龟甲网、铜合金等,不同类型的网衣特点如表。
网衣连接是网箱设计中的关键,网衣的连接形式决定网箱的使用寿命,除网衣外还要布置类似于骨架的纲绳,网衣的连接设计主要包括网衣与纲绳、网衣与结构、网衣与网衣之间的连接,需要考虑的因素包括连接强度、摩擦、蠕变、疲劳等因素。
网衣水动力计算及防海生物附着
网衣水动力计算
海生物附着是风渔融合结构面临的挑战之一,海生物附着后直接影响结构的水动力性能,特别是对于网衣系统,网孔较密,海生物附着严重时会造成网孔堵塞,从而造成水动力荷载成倍增加,目前只能通过定期洗网的运维手段来减少海生物附着。
不同网衣海生物附着海试结果
智能化养殖技术
海上风电场离岸距离较远,少人值守的智能化养殖技术将是未来风渔融合项目中亟需的技术之一,目前海洋环境量监测系统、自动投喂系统、网衣清洗机器人等智能化养殖设备已在我国部分渔业养殖项目中应用,基于人工智能技术的水下鱼脸识别技术、生物量测量技术和鱼类损伤检测技术也在研发试验阶段。