為助力全球可持續(xù)發(fā)展與能源轉(zhuǎn)型,，風(fēng)力發(fā)電作為最成熟的可再生能源之一,，近年來呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢(shì),。其中,，漂浮式風(fēng)電因其大型化,、規(guī)?；吧钸h(yuǎn)?；奶攸c(diǎn)備受關(guān)注，但同時(shí)也面臨安裝難度大,、成本高昂,、運(yùn)輸效率低、作業(yè)窗口期短等工程挑戰(zhàn),。風(fēng)電運(yùn)輸與安裝技術(shù)作為風(fēng)電建造的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，新型運(yùn)輸與安裝技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，對(duì)提升海上風(fēng)電安裝效率,、推動(dòng)商業(yè)化進(jìn)程,、降低度電成本具有重要意義。
近日,，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院助理教授任政儒團(tuán)隊(duì)在風(fēng)電運(yùn)輸與安裝海上作業(yè)領(lǐng)域取得新進(jìn)展,。相關(guān)成果發(fā)表于《可再生能源》上。
一體化浮式風(fēng)電運(yùn)輸安裝方式通過大型浮船攜帶并運(yùn)輸多個(gè)風(fēng)機(jī)上部預(yù)裝配件至作業(yè)海域,，在原位執(zhí)行浮式風(fēng)機(jī)進(jìn)行最終的整體裝配,。然而，在結(jié)構(gòu)自身水動(dòng)力差異影響及復(fù)雜的海洋荷載作用下,，安裝船與浮式基礎(chǔ)形成周期性相對(duì)垂蕩,，安裝船的縱向搖晃更加劇處在船首的風(fēng)機(jī)上部預(yù)裝配件同浮式基礎(chǔ)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成裝配過程中潛在的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn),。
此外,，海上吊裝作業(yè)作為海上作業(yè)常用的技術(shù)手段，現(xiàn)有研究缺乏面向“浮船-吊機(jī)-風(fēng)機(jī)-浮式基礎(chǔ)”這類復(fù)雜多體系統(tǒng)的相關(guān)研究工作,，風(fēng)浪流多場(chǎng)耦合動(dòng)力環(huán)境更是加劇了系統(tǒng)研究復(fù)雜程度,。
對(duì)此，任政儒團(tuán)隊(duì)圍繞漂浮式風(fēng)電一體化運(yùn)輸安裝技術(shù),，對(duì)于裝配下放過程的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析,，建立了“浮船-吊機(jī)-風(fēng)機(jī)-浮式基礎(chǔ)”多體耦合的高保真動(dòng)力模型,，并探究了整個(gè)系統(tǒng)在不同海況及下放作業(yè)設(shè)置中的影響。
在該研究中,，科研團(tuán)隊(duì)揭示了在海洋荷載影響下進(jìn)行裝配下放作業(yè)過程中,，浮式基礎(chǔ)及風(fēng)機(jī)在接觸的一瞬間受到較大的沖擊荷載作用，并且伴隨纜繩張力突變,，沖擊荷載及纜繩張力幅值由相對(duì)速度決定,。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在外部周期性荷載的影響下,，風(fēng)機(jī)上部結(jié)構(gòu)預(yù)裝配件與風(fēng)機(jī)浮式基礎(chǔ)間出現(xiàn)反復(fù)碰撞現(xiàn)象,。并且，風(fēng)機(jī)預(yù)裝配件下放過程中發(fā)生重載轉(zhuǎn)移,，安裝船在重載下放過程中產(chǎn)生了明顯的船退現(xiàn)象,。在時(shí)域下的模擬仿真，他們揭示了吊裝纜繩下放速度及下放時(shí)刻選擇,，都會(huì)影響結(jié)構(gòu)物間的作用力大小,，并導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)響應(yīng)不同。
該研究為浮式風(fēng)電的運(yùn)輸與安裝提供了工程借鑒與必要的作業(yè)決策支持,。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.122528
編輯：李華山
