有了这种“大风车”,中国海上风电或将逆势崛起!

原创 樊天慧 华南理工大学船舶与海洋工程系副主任
《海上风电,大风刮来的清洁能源》

2016年,我博士毕业,当时我心中海上风电的种子已经开始开花结果。我下定决心,一定要投入到海上风电这个行业中来。

于是,我毅然决然南下,来到广州,来到华南理工大学,来到这个南海旁边的城市,把所有的科研精力、科研基础和科研方向全部都转移到海上漂浮式风电这个方向上来。

经过2016年、2017年的努力,在2018年,我们获批了一个非常重要的项目——海上浮式风电平台全耦合动态分析及其装置研发。这个项目的核心任务和目标就是要研发中国第一台漂浮式海上风力发电系统装备并进行应用示范。

任务和目标已经确定了,我们接下来要撸起袖子加油干。要做好漂浮式的开发,一定要明确固定式和漂浮式之间有什么本质的区别。

固定式就像一只两脚站立的土木建筑,它深深地扎入到海底,只受到风和波浪的作用。它更像我们常见的陆上建筑物,在抵抗风和波浪的过程中,依靠的是结构的变形。它相当于修炼了金钟罩、铁布衫的功夫:任尔东西南北风,我自岿然不动。

当然风和波浪也造成了很大的压力:就算你会金钟罩、铁布衫,拳头打在身上,它也疼啊。这也就是为什么随着水深的增加,固定式风电的成本会上升得这么快的原因。

而漂浮式是另外一种形式的结构:它由一个漂浮的浮体撑起了风车和浮体本身的重量,然后用锚泊系统,即图中的几条大绳子连接到海里。

漂浮式整体的系统都是非常柔韧的:波浪过来了,浮体就摇一摇;风吹过来的时候,在弹簧也就是在几条大绳子的牵引下动一动,这样以自身的运动来抵抗外部的风和波浪力的作用。就相当于修炼的是太极功夫,讲究的是卸力。

虽然风过来了,我被推走了、被打走了,但是身子就不疼,这也是为什么漂浮式这一形式随着水深的变化,成本增加并不明显的原因。

水中“不倒翁”的秘密 已完成:50%

知道了机理和要求,我们现在要开始进行一些设计工作。

首先我们要设计下边的大浮体。大家刚才也看到了,漂浮式海上风电就是典型的“头重脚轻”,看起来很容易倒。而且它本身一直是漂浮在水面上的,我们要确保它有足够的排水量,提供足够的浮力,这样才能把整体的风车和自身撑在水面上。

大的浮力才有调节的空间,才能让自身具备抗摇动能力。怎么设计它的抗摇动能力呢?我们要尽量地把重心放下,把浮心往上移,在水中打造一个“不倒翁”。水中“大柱子”的尺寸越大、淹没在水中的深度越深、它们之间的距离越长,它抗摇动的能力就越强。

那是不是抗摇动的能力越强,性能就越好?当然是否定的。如果它抗摇动的能力太强,就会和波浪力产生一个共振,这样会造成剧烈的运动,导致结构损坏。

因此,我们既要让它具备比较优秀的抗摇动能力,又不能强到与波浪力发生共振。经过团队的辛勤工作和奋斗,我们最终定格了漂浮式基础的形状,就和图中所示的一样。

设计好了浮体,下面我们要设计这几条大绳子,也就是锚泊系统。漂浮式风电到底需要什么样的大绳子?答案是“软硬适中”。

这条大绳子就像弹簧一样约束着我们的浮体运动,如果它太硬了,相当于没有弹簧卸力的作用,它还是容易受到破坏。

那把这条大绳子变得软一点,是不是就没有问题了?也不是,它的水平方向可能会和波浪力发生共振运动。

所以我们要把它变得更软一点。但是变得更软,也会产生一个问题:绳子越软,平台被吹出去漂移的距离就越远,这样电缆可能就会被破坏了。所以电缆也是控制绳子能有多软的关键因素。我们既要保证整体的绳子足够软,又不能让电缆被破坏,这就是设计大绳子的标准要求。

知道了标准要求后,我们要开始设计大绳子,首先要搞清楚它的机理。

虽然我们把它想象成一个弹簧,但它不是一个真正的弹簧,它是一个非常复杂的系统。绳子的长度、形状、布置方式,包括材质、重量、直径都对整体绳子的软硬有非常大的影响。

大家从右侧这幅图中可以看出,弹簧是线性的一条直线,然而大绳子是非常复杂的,是一直变化的一条曲线。那么这样复杂的系统,我们怎么样才能完成设计?实际上从全球范围来看,目前没有一个专业的商业软件能完成这项工作。

我们需要一位非常有经验的工程师,先选择一条大绳子,然后再不停地试错、改进,最后设计出来一个非常好的绳子。

而这些过程都是非常保密的,比如我们要向外国买一个大绳子的设计,他会给我们一个还不错的最后结果。中间是怎么调整的,为什么这么选,是没有人告诉我们的。

为了解决这个卡脖子的问题,我们专门研发了一个软件,它可以用计算机自动为我们寻找一个好的大绳子的设计方案。

这个软件可以直接输出绳子的长度、形状、布置方式;而且能确定绳子的材质、直径以及重量。这就完成了整个大绳子需要的一个设计。

“乘风破浪”的海上风电 已完成:70%

设计好了我们的大浮体和大绳子,下面要进行验证了。

为什么要进行验证?因为海上风电的建设成本非常高,风险也大。我们设计好之后,需要经过详细的验证,最终才能开工、施工和建造。

做实验的过程中,我们一定要严格考虑风和波浪的双重影响,为什么?

因为在波浪的作用下,平台就会开始摇晃,带动上面的风车也开始摇摆,这样风力就会产生一个比较复杂的变化。

风和波浪的联合耦合的影响,才能决定最终结构的安全,决定发电效率等一系列的问题。因此我们必须在模型试验的过程中,同时考虑风和波浪的双重影响。

模型试验是什么意思?就是把左图中那么大的大家伙,等比例缩小成实验室可以放下的这么小的小东西。当然缩尺的时候要参照一定的原则。

我们按照几何尺寸等比例缩小之后,会发现波浪力是准确地模拟了,但是风力由黏性力为主导,要遵循另一种等效的原则,否则风力就会产生一个变化。

如果我们直接按照几何尺寸等比例缩小,就会形成图中红色的曲线。但实际上我们最终要求的是上边黑色的实线,它们差距还是很大的。

因此,我们提出了一种新的实验室尺度的风机叶片的模型设计方法。通过这套方法,我们可以确保叶片的推力在全风速中,或者说在每一个风速的阶段都能够符合目标值,做到风的推力相似。可以说,这项技术在目前的世界范围内都是比较先进的。

设计好了,我们要开始实验了。上图展示的是我们做模型缩尺实验的一个日常发电的实验。

大家可以看到,风车这个时候是在不停旋转的,而整体平台的运动状态非常稳定。这就是真实的海域中,我们的风机平台在正常发电时的运动状态。

这个实验是我们模拟台风来袭时整体平台运动的状态,大家可以看到,这个时候风车已经停止了转动。

为什么会这样呢?因为如果在台风高强风速的情况下,风车还在旋转,就会有一个巨大的风推力,对发电机、整体结构和大绳子都会产生巨大的冲击,带来结构的安全问题。

因此在台风工况下,我们会停止旋转,把风车锁定。大家可以看到,这时大绳子和整个浮体的运动会变得更加剧烈。

经过模型试验,我们验证了之前设计的浮体、大绳子、整套系统都是没有问题的。那么接下来,我们就要进入施工建设的环节中,一起来看一下施工中的视频片段。

首先,我们把浮体的各个分段进行吊装和搭载,组成一个完整的浮体。组装完成之后,就要进行拖航,我们要把组装好的浮体滚装拖到半潜船上。接着,船驶入较深的水域,半潜船下沉,让浮体浮在水面上。然后利用拖船把浮体拖到和风车连接的码头。

浮体到达吊装的码头后,便要组装大风车。紧接着就要吊装塔筒,塔筒吊装完毕,我们要把风车连接到塔筒之上。浮体、塔筒和风车连接到一体之后,再把它们一体化拖航到我们海上风电厂的就位位置。

到达就位位置之后,要做的是把我们原来设计好的、已经加工好的、在位的大绳子连接到浮体之上。就位安装就是把大绳子连接到浮体的过程。

最终,2021年12月,全球首台抗台风型海上风力发电系统装备“三峡引领”号成功地并网发电了,单台机组每小时满发电量可以达到5500度,每年可为3万户家庭提供绿色的清洁能源。

未来单个海上漂浮式风电场的规模可能到300-500兆瓦,每小时满发电量可以达到30-50万度,每年可为150-300万户家庭提供绿色的清洁能源。

广东是用电大省,它的电能很多来自于西电东送。如果未来可以大规模地建设海上漂浮式风电场,我想这可能在很大程度上解决广东用电依赖的难题和窘境,同时也为祖国的碳中和、实现双碳目标提供一些助力和支持。

回首这几年的工作,在整个项目团队的精诚合作和团结努力下,我们完成了中国首台漂浮式风力发电系统装备的研制和应用示范,同时这也是全球首台抗台风型机组,我们把不可能变成了可能。

希望大家都积极投身海上风电事业,都有把不可能变成可能的勇气。

今天这期多少有点不敢二刷…
从看完到现在…就像是那句“我想哭可是哭不出来……”就是不断的戳中我…
思绪杂乱无章 诶 就碎碎念吧…
不知道以后还会不会“重操旧业”…但是目前看来我是放弃了我所谓的“梦想”
我为此找了很多个理由…可能是“我不适合”“我吃不了苦”“我没有办法再继续放下我的自尊”“我不想再消耗我的热爱”…但是结果就是 我放弃了

陆虎说“所谓的怀才不遇需要时间,但是一定会给你一个结果” 我想到在我看完《家客》之后写的剧评…“与自己和解 在生活中选择接受 人生终归还是人生”

在我这屈指可数的经历中 也见到了太多太多“眼里有光 心中有梦的人” 能够得偿所愿当然是最好的祝愿 但如果不能 那就希望能够与自己的心达成和解吧
#陆虎说群演是在尊重自己的热爱#

《我就是演员》最新一期的话题度大爆,尤其是吃瓜群众最想了解的李梦被换角一事,张纪中在节目中三言两语将就李梦十年前被换角一事揪出来。

在最新一期的《我就是演员》,李梦和郭品超挑战了章子怡和梁朝伟的经典代表作《一代宗师》,李梦选择了章子怡饰演的宫二,郭品超饰演梁朝伟的叶问。这部剧直到现在都是观众心中最佳的电影之一,所以说两人敢于挑战还是勇气可嘉。

李梦因《隐秘的角落》再次翻红,演技也得到了观众的一致认可,但想要将宫二彻底镇住还有需要一定魄力和实力,尽管李梦很用力的进入宫二的情感世界,但对于角色的理解不是很到位,没有将宫二的隐忍克制的复杂感情演绎出来。

但要相比金莎,李梦的演技还是年轻一辈中有实力的,虽然没有将复杂的情感全部演出来,但也有情感的转化。

郭品超明显就不行,只在那里干巴巴地念台词不说,这个面部都没有表情,实在是演不出表面波澜不惊,内心暗潮汹涌的情感,只能说实力不够吧。

李成儒表示男主只是在那里摆动作为了耍帅,两人没有一点的武林气,但大家对李梦的自然演技还是给予了好评,几乎都是对郭品超演技的点评。原著中章子怡和梁朝伟不动神色地将生离死别的感情演绎出来。

不过放眼整个娱乐圈,能将这两位的演技复制的少之又少。

几位导师没有将重点放在两人的演技上,在稍微的点评之后张纪中马上引出吃瓜事件,先是张纪中说李梦比较难搞,提到了白鹿原被换掉的事情。

李诚儒很好奇的问道李梦为什么被换掉,并表示这影视行业轻易是不会换演员的,要是不把制片方给弄翻了,是不可能出现这样的事情,让她实话实说真实的原因。

其实这个话题本身就很敏感,也是李梦内心深处的一道伤疤吧,十年以来都没有在公开场合澄清这件事。

再次提到这件事,她瞬间满眼是泪光,坦言十年前没有解释原因,如今站在舞台上也不会讲其中的原因,并且情商很高的还感谢了白鹿原让大家熟知,并没有卖惨洗白自己,这一点还是很聪明的。

只是隐约提到了自己性格缺陷的问题,表示自己一辈子都不会再演白鹿原,支支吾吾表现让观众觉得当初换掉她并不只是因为自己的原因。

大概在李梦经历了这些时候,圈内的很多演员和导演不愿意和她合作了吧,张纪中则表示李梦是一个很好的演员,应该给一个澄清的机会,其实这个舞台也是给了李梦一个说话的机会。

在面对这个问题时,李梦还是非常高情商的化解了当下的尴尬,用此次饰演的角色来作为例子,没有故意营销或者卖惨,但继续下来

张颂文将两人在合作拍摄《隐秘的角落》的时候,李梦一边讲台词一边随手削苹果的表演让导演非常满意,想要再换个角度拍一边这个细节。

但李梦要求换一个苹果,由于当时的那个已经削过了,这也是正常不过的事情,但在道具老师递给李梦三个苹果,她都不满意,当时道具组也只准备了这三个苹果。

李梦却坚持要和最开始拍摄的那个苹果一模一样,尽管在导演的再三劝说下,并告诉她世界根本没有没有两个一模一样的苹果,李梦还是不依不饶,导演只好向道具组发火。

李梦认为找到两个一模一样的苹果她的演戏的感觉会更好,丝毫没有考虑当时已经十二点半,根本买不到苹果。

张颂文说这段也是想让人不要误会李梦罢演或者是无中生有,只是想把戏演好。

但一边的郝蕾立马插话,认为世界根本没有相同的两个苹果,张颂文想说你演戏很认真,但李梦把重点放错了,但认真绝对不是跟苹果较劲。

张纪中听完后直接表示撂下狠话:像是这样的演员,他是不会用的。

李诚儒表示这个时候全剧组等待是一种煎熬,这个圈子说小不小,说大也不大,因为你的原因给剧组和大家带来了麻烦,严肃的强调李梦这个毛病一定要改,要懂得宽容、迁就,要顾全大局。

其实通过张颂文这个小片段就知道李梦是怎样的演员了,李梦在节目中也表示自己是非常任性的人,包括拍摄《白鹿原》的时候比拍《隐秘的角落》还过分,单单苹果这一件事足以可见她在拍戏的过程确实是很难搞。

可能在圈内已经传开了,所以翻看李梦的资料从18岁出道到现在作品数量不是很多,尤其还是这么有实力的演员,真是问题全部都在自己身上。

在节目播出以后,网友很多发现,李梦不仅是在剧组耍大牌,生活中架子也一点都不小,去翻了一下李梦自己所发的视频,发现她在生活中也不是一个很好“搞定”的人。李梦做造型都是躺在床上,让造型师跪在地上给她弄,她的床头边还放着一朵朵桂花供她闻。

虽然她很有表演的天赋,但口碑和天赋是两码事,业务能力再好也不能任意妄为,口碑和人缘也是事业发展中很重要的部分,这么多年只有这几部作品也能知道因为什么没有戏拍了。

还是先学会做人,再学演戏吧,从梁超的口中得知,张颂文也多次替她向导演说情,足以可见圈内已经没有多少人想要和她合作。

我就是演员


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