全球单体容量最大漂浮式风电平台 浮筒采用多种材料组合的方案制造

2024年7月3日，随着第二个叶轮与轮毂精准对接，全球单体容量最大的漂浮式风电平台“OceanX 明阳天成号”（下称“明阳天成号”）在中船黄埔文冲船厂正式完成安装，为人类探索海洋能源再启全新篇章。

这台呈“V”字型排列、搭载两台8.3兆瓦海上风机的漂浮式风电平台由明阳集团自主研制，总容量达到16.6兆瓦，可应用于水深35米以上的全球广泛海域。

“明阳天成号”叶轮最高处达219米，空中最大宽度约为369米。整座风电平台排水总量约1.5万吨，整体拖航设计吃水5.5米。据测算，“明阳天成号”正式投运后，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。

高端材料创新性应用，造就“黑科技”浮式基础

风机样式的创新，需要以各核心部件技术的创新与升级为支撑。“明阳天成号”不仅推动了风机外观的革新，更在实质上推动了风机设计与制造的精进。

浮式基础是漂浮式风机在深远海“安身立命”的关键部件。和传统钢结构的浮式基础不同，“明阳天成号”的浮式基础由三个浮筒、混凝土臂和连接件组成。

“明阳天成号”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。同时，浮式基础采用预应力高强混凝土装配式结构，由此实现了模块化设计和批量制造，大大降低了基础建造成本。

混凝土预制件的施工工艺上，明阳借鉴了港珠澳大桥的沉箱预紧技术、混凝土预制件的接口密封和预应力张拉工艺。同时，约1500根钢绞线从浮体臂中穿过，在浮体建设过程中不仅要控制张拉力，更要保证在张拉过程中端面均匀受力。

“明阳天成号”还实现了浮筒创新。传统浮筒采用纯钢结构或钢混结构，而“明阳天成号”首创性地采用“玻璃纤维外壳+XPS芯材+防护涂层材料”多种材料组合的方案制造浮筒。此方案不仅可以降低浮筒重量，还能满足浮筒曲面外形的要求。三个浮筒均为流线椭球形，迎浪时所遇到的波浪阻力较小，还可以提供一定的横向转动的偏航动力。针对浮筒外形进行的深度验证与测试显示，流线椭球形的设计实现了整体稳性与载荷的最佳平衡。

值得一提的是，以一个漂浮式基础搭载两台风机，可以有效减少单位千瓦造价、用海面积和运维成本。