藍色牧場揚風帆

　　探訪全球首個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電能，為人們生產生活提供清潔能源。如今，海上風電平臺不僅可以發電，還可以養魚。

　　在福建省莆田市秀嶼區南日島海面之上，就有這樣一個平臺——“國能共享號”。

　　這是全球首個漂浮式風漁融合項目，是深遠海漂浮式風機與漁業養殖一體化設計的創新實踐，既能產生綠色能源，也是一座“藍色糧倉”。

　　為什么要把養魚和發電放在一起？建設該平臺有什么意義？建設中遇到了哪些難題，又是如何攻克的？我們一起探訪全球首個漂浮式風漁融合項目“國能共享號”平臺。

　　分體組裝 整體拖航

　　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。在一排排御風而動、化風為寶的風機群中，明黃色的三立柱半潛式平臺佇立于萬頃碧波，尤顯與眾不同。

　　這就是“國能共享號”平臺。平臺上裝有一臺4兆瓦海上風電機組，以及輕質柔性光伏組件，平臺中間取正六邊形作為養殖區域，實現風、光、漁融合發展。平臺下，9條錨鏈將平臺與海床系固，打牢了“海底地基”。海底電纜敷設也已全部完成。

　　“這為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川介紹，平臺投產后，每年發電量可達1600萬千瓦時，相當于6000多戶普通家庭一年的用電量，一個養殖周期的魚品預計可營收數百萬元。

　　據了解，因獨特的資源環境優勢，南日島既是天然風電場，又是福建省唯一一個國家級海洋牧場示范區。在“國能共享號”落戶前，全島已投產風機267臺，海水養殖面積達4566.67公頃。

　　“國能共享號”的優勢在哪兒？就在于其“既能發電、也能養魚”的開創性之舉。

　　“我們將風力發電、光伏發電和深海養殖平臺合為一體，實現綠色能源與人工智能養殖的跨產業融合。”國家能源集團龍源電力“國能共享號”項目負責人陳勇介紹，這一方面推動海上風電、海水養殖向深遠海發展，另一方面將有效降低綜合成本。

　　據了解，傳統意義上，統籌規劃海上風電和漁業養殖區域，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、也能養魚，可實現海洋資源的立體式開發，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”平臺建設的關鍵所在，其上承風電機組，下托養殖網箱。

　　“漂浮式基礎就是那個三立柱半潛式平臺。”陳勇進一步解釋道，傳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，但對于水深50米以上的海域適用性不高，“我們采用漂浮式平臺來支撐上部風機，就像是一艘‘船’，可以漂浮在海面上，適用范圍更廣。”

　　從空中俯瞰，漂浮式平臺形狀為正三角形，立柱間邊長70米，平臺總高24米、設計吃水14米，總重量達4900噸，養殖區域容積約1萬立方米。風機高86米，單機重約645噸。

　　如此龐然大物，在南日島安家并不容易。

　　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“分體組裝、整體拖航”的方式在南日島安家落戶：主體漂浮平臺在浙江制造出廠后，拖航至福建平潭完成“風機+漂浮式平臺”的組裝，隨后整體拖航至預定海域。

　　“每一步，都是與時間賽跑。”林燊介紹，整體組裝之時正值“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，每個點位的建設人員都是夜以繼日地協作‘戰斗’，最終確保整體組裝順利。隨后又經歷了約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

　　數字化智能化應用于設計建造全過程

　　走近三角形狀的漂浮式主體平臺，正中間一個正六邊形的巨型養殖網箱躍然眼前。現場工作人員正對養殖網箱的網衣、遠程監控系統等進行檢測，為下一步魚種投放、網衣機器人投用等工作做準備。

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

　　“養殖網箱配套了高清攝像系統，可以比較直觀地看到養殖網箱中魚的情況，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，用于聚集野生餌料，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感器，可獲取水體溫度等參數，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臺，足不出戶便可實現“一鍵喂養”。

　　網衣清洗機器人因清洗效率高、對網衣損傷小等特點，也加入了海底網箱系統“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”，并實現遠程監控。

　　數字化、智能化不僅被應用于“國能共享號”的后期運維，也被應用于設計建造全過程。

　　以“國能共享號”的關鍵技術——漂浮式平臺的設計建造為例。由于平臺像船一樣漂浮在海面，且上承風機、下托養殖網箱，風浪對其穩定性影響很大。要確保平臺安全和穩定發電，對其最大傾角提出了較高要求。

　　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化，才確定了漂浮式基礎的型式。據了解，僅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計。

　　“每輪仿真計算，僅風機的工況模擬就超過5萬個。不僅如此，我們還通過水池實驗模擬了數百個極端工況，全面檢驗關鍵性能參數的準確性。”陳勇介紹，“國能共享號”平臺設計獲得了中國船級社原則性批準證書，設計成果通過中國船級社、挪威船級社等業內專業機構審查驗證。

　　“我們還開發設計了適用漂浮式風機的控制算法和平臺穩定控制系統，并且完成10余項關鍵設計升級。”陳勇介紹，針對漂浮式風機系統穩定問題，項目團隊攻克了風電基礎設計、風電機組適應性改造、動態海纜及錨泊系統設計等方面的“卡脖子”技術，填補了相關領域技術空白，實現了從“0”到“1”的突破。

　　優化漂浮式平臺下部垂蕩艙設計、選用非對稱系泊系統和分段錨鏈……一系列技術創新及優化，使得整個漂浮式平臺可抵御15級臺風侵襲。

　　以電養魚 以漁養電

　　探索形成“綠色能源+藍色糧倉”新模式

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

　　作為一個搭載諸多智能化應用的養殖網箱，其正常運轉離不開“國能共享號”的“自循環”供電系統。

　　據了解，供電不足、供電不穩定，是傳統海洋牧場普遍存在的問題，這也限制了大型海洋牧場智能化控制設施的廣泛應用。

　　如何解決這一問題？“國能共享號”給出了答案。

　　“平臺上承載的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9.6萬度。”國家能源集團龍源電力福建公司生產技術部主任劉興鋒介紹，這也是平臺上各類設施的主要電源。白天光照充足時，平臺上的光伏發電系統并網，可作為輔助電源與風電機組一起供電，實現“自發自用”，并為帶有儲能裝置的不間斷電源充電。

　　“‘國能共享號’配備了微網控制器，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系統無法供電時，微網控制器啟動帶有儲能裝置的不間斷電源進行過渡性供電，并發動柴油發電機發電，確保不斷電。”劉興鋒說。

　　“國能共享號”不僅可以實現“以電養魚”，還能實現“以漁養電”，即養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，也獲得了不少漁業養殖企業主的關注。

　　秀嶼區南日鎮后葉村村民楊文發以海為生，有著15年漁業養殖經驗，對“國能共享號”的投用充滿期待：“既能發電、又能養魚，科技感滿滿。平臺周邊投放餌料也會引來眾多魚類活動，增加我們的捕撈收入。”

　　作為海邊出生長大的“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”，搭建起海洋牧場與海上風電融合發展的新模式，“既能產生綠色能源，也是一座‘藍色糧倉’，提升了海域空間利用，為進一步推進海洋資源開發提供創新方案。”

　　“國能共享號”投產在即，項目團隊之后將對該樣機實測的風機運行參數、錨泊性能、漁業養殖數值等進行分析，總結優化方案，全面推廣應用，助推海洋經濟融合發展模式向蔚藍深海挺進。