明陽智慧能源集團股份公司海工結構設計主任工程師胡冰楠：明陽智能“風漁融合”探索與項目實踐

2023年10月16日-19日，2023北京國際風能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會以“構筑全球穩(wěn)定供應鏈 共建能源轉型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關于“全球風電產(chǎn)業(yè)布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術發(fā)展前景”“國際風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。

10月18日下午，明陽智慧能源集團股份公司海工結構設計主任工程師胡冰楠在風電產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新論壇II上發(fā)表題為《明陽智能“風漁融合”探索與項目實踐》的主題演講。

以下為發(fā)言全文：

大家下午好，很高興在這里和大家針對《明陽智能"風漁融合"探索與項目實踐》做分享。

首先是風漁融合，風是指風電，漁是海洋牧場，一般是指海洋生態(tài)，通過特定的海域幫助海洋生物構建修復繁殖所需要的場所，從而實現(xiàn)漁業(yè)資源的開發(fā)。根據(jù)功能和側重點不同，海洋牧場分四類，今天我們談的是海上風電和海洋牧場兩個產(chǎn)業(yè)之間的融合。

經(jīng)過多年的發(fā)展和探索，海上牧場和海上風電進入到商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的比較階段，同時也遇到發(fā)展瓶頸。受評價政策影響，海上利潤大幅度下降，近岸養(yǎng)殖已經(jīng)不能滿足需求，但是要向遠海發(fā)展，一方面需要裝備進行支撐，二是用電比較難。

從資源利用的角度來看，無論是單一的海上風電或者海上牧場發(fā)展模式，對于海域的資源利用開發(fā)比較低。

風漁融合能做什么呢？一方面可以供應同一海域實現(xiàn)立體的開發(fā)模式，共用支撐基礎同步建設，降低成本。這兩個產(chǎn)業(yè)的融合是行業(yè)優(yōu)勢互補，可以助力海洋經(jīng)濟增長和助力海洋強國。

通常來講，現(xiàn)在風力融合開發(fā)分為兩種模式：一是在結構上的融合，指以海上風機基礎作為載體，在上面增設網(wǎng)箱伐架，這種共享鋼結構的模式也叫做強融合。二是注重空間上的融合，只在海上風電場內部，根據(jù)條件、地質設置不同類型的漁業(yè)裝備，比如說網(wǎng)箱、伐架等等。

我們在空間結構融合的基礎上，推動其他結構的融合和運維管理的融合，最終可以實現(xiàn)風漁的全面融合。

風漁裝備研發(fā)設計，明陽對于海洋牧場板塊有整體的規(guī)劃分為四塊：一是海上牧場事業(yè)部負責前期海洋牧場建設和訂單獲取，二是海洋能源研究院負責整體規(guī)劃和裝備設計，三是汕尾海洋牧場裝備建造基地，四是明陽漁業(yè)公司負責銷售。

我所在的團隊，目前是從廠址選擇、裝備研發(fā)、養(yǎng)殖方案認定、施工方案認定、運營模式分析等等，已經(jīng)具備全方位、全生命周期的海上風電加海洋牧場融合設計的能力。右邊的山海平臺是面向海上能源綜合場規(guī)劃設計、工程建設、運營服務，全周期數(shù)字化解決方案數(shù)字平臺。這個平臺中，集成氣象、水文、船機、魚種，給出解決方案。

我們團隊針對多種形式的漁業(yè)設備做研發(fā)，具備全海域全地形的裝備研發(fā)能力，想采購鋼結構的模式，可以采用漂浮式基礎加網(wǎng)箱的裝備，如果想進行空間融合，30米以下水深可以采用坐底式的裝備，如果水更深采用漂浮式的。無論您在什么樣的海域和條件，總有一款裝備是適合您的。

目前我們團隊具備從概念設計、基本設計、詳細設計的能力，主要工作包括設備選型和主尺度設計，我們要解決到底要做什么形式的裝備，我們是漂浮式、坐底式？主要是解決這些問題。

總部的設計是將產(chǎn)品的功能具像化，比如這一款網(wǎng)箱應該配備幾臺吊機？主要是做這樣一些規(guī)劃。仿真計算，如果是漂浮式裝備還要進行系統(tǒng)分析和設計。結構設計進行強度分析等工作，還會進行模型實驗，通過實驗結果對設計思路進行一定的修正。

網(wǎng)衣系統(tǒng)對于網(wǎng)箱裝備來說非常重要，一方面要保證網(wǎng)衣在極端環(huán)境下不發(fā)生損壞，它在水下會遇到很大的浪流力量。現(xiàn)在很多的網(wǎng)衣系統(tǒng)設計比較粗放，而我們團隊通過對柔性網(wǎng)衣系統(tǒng)進行分析，同時得到網(wǎng)衣載荷和變形。同時，對防摩擦的設計和相匹配的安裝方案做深入研究，目前也是有多種可行安全方案。這樣我們就可以保證網(wǎng)衣系統(tǒng)整體是安全可靠好用，同時降低設計成本。

剛才說這么多的前提，看一下明陽智能到底做哪些實踐？

首先是明陽自主研發(fā)設計全球首臺風漁一體化裝備“明漁一號”“明漁一號”在空間、結構、電力運輸上做融合，也是全球首個實現(xiàn)風魚深度融合的裝備。目前裝備搭載漁業(yè)智慧系統(tǒng)，所以可以進行智能投喂等功能，工作人員只需要在岸上通過平臺進行實時察看，解決無人職守的問題。同時是強融合的裝備，網(wǎng)箱部分也是做了抗臺風設計。

“明漁一號”從概念設計到方案比選和建造方案制定等，都是由明陽海洋研究院完成的。這臺樣機在離岸69公里，可以抵抗16級的臺風，這臺裝備7月份正式下線，8月份完成整體安裝，并且進行試養(yǎng)殖，養(yǎng)的是金鯧魚，明年準備養(yǎng)石斑魚。

現(xiàn)在這臺樣機將導管水下其中一部分做設計，現(xiàn)在5000立方的養(yǎng)殖水體是可以拓展的，它可以把水體拓展到1.8萬方，以500兆瓦的風電場為例，如果都采用“明漁一號”的裝備，整體的收益率可以提高1.5%。

“明漁一號”的抗臺性能也是經(jīng)過臺風檢驗的，今年9月份蘇拉在廣東登陸，“明漁一號”直面臺風，過后裝備一切都正常。左下角是臺風期間通過遠程監(jiān)控看到的內部情況，風浪還是非常大的。右側圖是第二天對智能投喂做察看，從魚去吃餌料的情況來看，魚群的狀態(tài)還是不錯的，這臺裝備相當于是被臺風認證過的。

“明漁一號”得到多家主流媒體的關注，像央視新聞聯(lián)播、廣東新聞聯(lián)播、新華網(wǎng)、人民網(wǎng)等等。目前這臺樣機在試養(yǎng)殖中，預計今年11月底就可以出漁。

這款是可以作為風電場海上運維基地的網(wǎng)箱，這款裝備可以在臺風區(qū)無掩護海域進行運營，最高可以抵抗17級臺風。上面平臺可以作為運維基地，為運維人員提供日常生活保障，一方面幫助業(yè)主減少發(fā)電量損失，在運維船成本上也有很大的提升。平臺擁有智能漁業(yè)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自動洗網(wǎng)和收魚等功能。

它上艦區(qū)域拓展性非常強，可以通過搭載不同的模塊實現(xiàn)風漁+旅游觀光多功能開發(fā)，幫助我們打造多功能的海上平臺。

裝機網(wǎng)箱適用于水深超過20米的海域，它的應用范圍也是非常廣的，它的養(yǎng)殖水體、上艦的功能可以經(jīng)過設計，建造周期是12-15個月，以目前完成的裝備來看，可以抵御17級臺風。

這款裝備從概念設計開始，到現(xiàn)在形成全套的設計，完成結構強度分析，裝機承載力分析，碰撞分析，電器、管路等設計工作。

它可以實現(xiàn)哪些功能？首先是投喂，餌料利用率可以達到95%。魚臉識別可以進行測量，幫助我們對它有精準的把握。我們6萬立方的養(yǎng)殖水體，收魚其實是挺難的，我們可以通過吸魚泵把它吸到船上直接運走，對于活魚的損傷率也非常低。

此外，配備自動洗網(wǎng)系統(tǒng)，機器人它的清潔效率可以達到每小時2000平米。

平臺搭載智能監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)，可以對水質、投喂情況、海上天氣情況進行監(jiān)控，通過大數(shù)據(jù)綜合管理平臺，對各系統(tǒng)收集上的數(shù)據(jù)進行匯總分析，最后得到智能化方案策略，幫助我們進行智能管理。這個平臺所得到的數(shù)據(jù)，可以用于科研和國防。總結與展望，風漁融合是明陽的選擇，我覺得也是大勢所趨。明陽現(xiàn)在已經(jīng)具備全方位全生命周期的融合方案設計能力，以及全海域全地形的裝備研發(fā)能力，隨著明陽一號的正式落地和養(yǎng)殖成功，明陽又邁出堅實的一步，后續(xù)會設計出更多的融合方案，推動傳統(tǒng)的海上風電場向綜合能源場轉型，實現(xiàn)海洋強國的夢想。

以上是我所有的分享，感謝大家的關注，謝謝。