什么风机可抗17级台风？怎么抗台风，怎么获取风？

既要获取风，又要防台风、抗台风，还要确保在风中自身安好、稳定运行，全球单体容量最大的16.6MW漂浮式风电平台“明阳天成号”在海上怎么工作？我们不妨跟随“明阳天成号”，“来到”深远海。

风机怎么抗台风？像放风筝一样

“明阳天成号”可以抗17级台风，“明阳天成号”总设计师王超接受中国环境报记者采访时指出，风从海上来，越走向深远海，台风会越大，风机走向深远海，就要解决抗台风的问题，单点系泊+下风向风机+异形塔筒，这三大结构创新形成组合拳，能让风机在台风时自适应的去对风。

我们实现了这样的技术，为国际国内走向深远海提供了解决方案。

抗台风是“明阳天成号”独自在海上漂浮的必备功夫，在极端台风条件下，漂浮式风机将面临全方位的挑战。为了确保其稳定和安全，在设计之初就需要考虑360°的台风载荷。“明阳天成号”采用的单点系泊系统结构比较紧凑，不光便于施工，在锚链的牵引下，它能够根据台风的方向进行自适应的偏航调整，也就是台风吹向哪，它就转向哪，让风轮始终正对来风方向。据了解，这在全球是首创。

图为台风下的风机。资料图片

数据显示，单点系泊方案使支撑结构极限载荷降低40%，从而提高了风机在台风天气中的安全性和稳定性。王超解释说，风机只要能正对着台风的方向，风机受载荷就最小、最安全，对它来说就抗台风了。明阳采取被动式的、自适应的技术去对风。王超用像放风筝一样来做比喻。他说，单点系泊相当于手牵的位置，手牵着它，风怎么吹，风筝就自适应的去转，哪个位置的载荷小，它就自适应的跑到哪个风向上，这是非常好的一种抗台风的解决方案。

要保证风机在海上应对17级台风，转塔内的高精密回转轴承必须具备足够的承载能力及超强的水下密封能力。为让“明阳天成号”在海上稳稳运行，研发团队按照极高的标准和精度要求完成转塔系统的装配。

记者了解到，“明阳天成号”采用下风向技术设计，传统的风机风是从前面吹往叶轮再吹往主机，这是传统的上风向技术。下风向技术则是风从机舱吹过来，再吹到叶轮。“明阳天成号”总负责人陈发桥接受中国环境报记者采访时介绍说，选用下风向技术有很大的优势，首先叶片可以做的柔一点，风吹过来变形可以稍微大一点，不存在传统的上风向风机的扫塔风险；叶片可以获得更大的活动空间，同时也能更加灵活有效地捕捉风能，提高整个机组的发电效率。二是抗台风有一定优势，允许有更大的变形，极限载荷比可以下降50%以上，更好地具有抗台风的能力。

怎么用好风、多发电？实现最大化的捕风率

抗台风是必备功夫，用好风、多发电的本职工作怎么做好？

漂浮式，还有全球首创的双叶轮、双主机设计，明阳将这些设计称为进化风机形态，助力这个“海上巨人”更轻更稳。

王超解释说，抗台风的时候需要迎风面积小，发电的时候需要迎风面积大。在强大浮式基础的支撑下，“明阳天成号”风电平台的两座塔筒以“V”字型排列，这也是全球首台在一个浮式基础上安装两座塔筒的海上风电平台。其塔筒为长椭圆形，这样的设计使塔筒的长轴面受风面积远大于短轴面，当风向和风电平台出现一定夹角时，塔筒受风面积增大，可以更快地对风，从而提升风能利用效率。

在“V”字型塔筒上，两台主机、两个叶轮“并排”而立。“明阳天成号”扫风面积超5.2万平方米，相当于7个标准足球场大小。两个叶轮的叶片尖端之间只间隔5米，这样的极限设计，是综合考虑叶轮间距、风能利用效率和“V”型塔筒夹角之后的最优解。不仅确保了叶轮之间的安全距离，还能实现最大化的捕风率，以及“V”型塔筒结构的稳定性。

为什么采用双叶轮设计？启动时双叶轮是同向转动还是反向转动？陈发桥向记者介绍说，风机启动后，两个叶轮将朝相反方向转动，对向旋转使得叶轮中间区域的风速提升，空气动能转化的电能也随之增加，比同等扫风面积的单个大风轮风机的发电量提升4.29%。从整个风场的布局来看，单台风机的叶片越长，尾流对风机的影响就越大，“明阳天成号”采用两个小尺寸风轮的方案，反向旋转带来的“耦合涡流”效应，能够减少整个风场的效率折损。

“V”字型塔筒上，两台主机、两个叶轮“并排”而立。资料图片

王超介绍说，研发建设过程中应用了全耦合仿真技术，组合出一万多个工况，经历100万次疲劳强度试验，确保风机的极限承载安全。记者了解到，“明阳天成号”正式投运后，平均每年可发电约5400万千瓦时，能满足3万户3口之家一年的日常用电。