在明阳集团,提到漂浮式风电,人们总会想到漂浮式总体研发室主任宋占胜。自2012年入职以来,他深耕一线十四载,从机械工艺工程师成长为漂浮式风电研发带头人,见证并推动中国漂浮式风电从无到有、由弱变强。
从主导中国首台漂浮式海上风电试验样机、全球首个抗台风型漂浮式风电机组“三峡引领号”项目整体优化设计,到负责我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”项目研发实施,再到扛起“天成系列”颠覆性创新研发重任,宋占胜步步攻坚,把中国漂浮式风电的边界,一次次推向更深、更远的深蓝海域。
做先行者
勇闯漂浮式风电“无人区”
时间回溯至2018年前后,国内漂浮式风电尚处在起步阶段,深远海漂浮式风电几乎是一片技术空白:没有成套方案、没有落地先例,也没有可参考的国产化技术体系,宋占胜成为国内最早投身漂浮式风电研发的科研人员之一。
宋占胜深知,能源是国民经济的命脉,深远海蕴藏全球70%潜在风能资源。发展深远海风电,既是技术竞逐,更关乎国家能源安全和国际话语权。凭着“能源报国”的初衷和敢为人先的创新魄力,他带领团队从零起步、拓荒探索,接连攻克多项关键技术,先后完成了“三峡引领号”“海油观澜号”等标杆项目研发落地。
2019年,全球首创的“天成号”项目启动,宋占胜扛起整机系统研发重任。该机型采用双塔筒、双主机、双风轮及下风向布局,搭配全新V形混凝土浮体,是前所未有的创新方案。过往风机多以钢结构为主,全新混凝土浮体材料复杂、海上工况多变,要做到浮得稳、扛得住强台风,都是全新课题。此前海外混凝土浮体试验多因渗漏、开裂失败,这条技术路线一度被业内判定为“走不通”。
而就是在这样一片技术“无人区”里,宋占胜和团队开启了艰难的技术攻关。
五年攻坚
助力中国风电“领跑”全球
研发路上最难啃的硬骨头,是混凝土浮体基座。“主机三个月就能完成生产、装配与测试并下线,但浮体基座整整用了一年半,占整个项目近三分之一的时间。”宋占胜坦言,其间经历的失败早已无法统计。
攻关首先卡在材料配方上,砂石、填充料、外加剂的配比微调,直接影响结构强度、抗腐蚀性与海上稳定性。“实验室里摆着一地的试验样块,我们要一次次配比、验证。”宋占胜回忆,光材料配方验证就用了半年以上。桥梁、超高层建筑等重点工程混凝土强度多在40-60兆帕,而团队最终研制的浮体混凝土强度达到了120兆帕左右。
进入码头拼装阶段,模具匹配、密封工艺、水下防护、结构精度把控,每一步都充满挑战。团队拆了又装、装了又试,在反复试错中艰难前行。
“施工现场天气闷热、条件艰苦,大家经常加班到深夜,还要两头奔波、跨地通勤,每个人都身心疲惫。”明阳集团漂浮式海工技术室副主任黄昆与宋占胜并肩作战多年,他回忆,那时宋占胜常鼓励大家:“前路有曙光,一定要坚持住。”在黄昆看来,宋占胜对科研极度执着,全身心投入,从不轻言放弃;面对难题时,他也始终乐观沉稳,为团队鼓劲定心。
功夫不负有心人,历经无数次试验与反复调整,混凝土配方稳定达标、浮体拼装严丝合缝、下水验证圆满成功。那一刻,宋占胜和团队成员相拥欢呼,压在心头许久的重担终于卸下。
2024年,“天成号”成功并网发电。作为全球单体容量最大的漂浮式风电平台,机组总容量16.6兆瓦,适配35米以上深远海海域,年均发电量约5400万度,可满足3万户三口之家全年用电。项目将漂浮式风电单位千瓦造价降至2万元以内,大幅降低行业建设成本,实现深远海漂浮式风电规模化应用落地。
此次攻坚,团队创新应用超高性能混凝土浮体、水下转塔单点系泊等多项全球首创技术,完成60余项技术课题攻关,斩获近600项专利,百余项填补行业空白的核心技术,构建起我国自主可控的漂浮式风电核心技术体系,推动中国漂浮式风电实现从“跟跑”到“领跑”的跨越式升级。
向新进阶
剑指50兆瓦再闯更深蓝海
“天成号”不是终点,而是新的起点。2025年下半年起,宋占胜以设计总工身份,带队启动“天成系列”漂浮式风电平台第二代创新产品研发,朝着更大容量、更高发电效率、更低建设成本持续攻坚。
此前“天成号”实现了我国深远海漂浮式风电“从无到有”的突破,“天成系列”第二代产品则聚焦“从有到优”,多项技术预计实现重大升级:新机型机组容量提升至50兆瓦,叶片长度增至140余米,整机最大跨度585米,单风轮的扫风面积相当于七八个足球场,风能捕获效率显著提升;浮体混凝土设计强度目标突破180兆帕,抗腐蚀、抗台风性能大幅增强,可抵御17级以上的极端强风。同时,第二代机型国产化率将提升至95%以上,轴承、滑环、齿轮箱、叶片等核心部件全部实现自主可控,摆脱进口依赖;单位千瓦造价较“天成号”下降超50%,经济适用性大幅提升。
新机型计划2027年主机下线,研发周期压缩至一年半,任务繁重紧凑。目前,第二代机型的一体化仿真方案基本定型,即将进入关键部件选型应用、整体设计细化落地阶段。
“压力确实不小,以前只需专注自身专业领域,如今要负责整个团队,统筹各个技术领域和研发环节。”宋占胜坦言,眼下自己需保持高强度的工作状态,每天早上7点半左右到岗,日均工作时长超过十小时,既要统筹项目推进、评审技术方案、协调上下游供应链,还要对接高校科研院所开展产学研联合攻关,兼顾技术研发与团队培养。
更大的压力来自技术突破本身。第二代产品并非简单的“天成号plus”,创新点和研发难度呈数量级增长。双风轮耦合控制、超长叶片形变控制、超大载荷传动链可靠性、3000多个传感器数据同步监测等,都是亟待突破的全新课题。
“不少前沿技术此前从未在风电领域应用,直接落地深远海极端复杂环境,挑战前所未有,我们探索未知的攻坚路才刚刚开始。”但宋占胜始终相信,纵使前路未知,坚持前行就能看见曙光。
编辑 张倩 二审 韦多加 三审 朱晖
