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。

我记得北京冬奥之前发言人说过,很多人一辈子只能参加一次奥运会,而这一次就是一辈子的梦想。足以说明竞技体育的残酷。而羽生选手已经连续参加了三届奥运会,蝉联两届花滑男单冠军。竞技体育本就是属于青春的范畴,是张扬的生命力与挑战的较量,作为一名运动员从一开始就明白早晚都要面对退役的这一天,只是或早或晚。我想在平昌之后,每一场比赛对羽生来说都可能是最后一场比赛,他心里可能一遍又一遍地演练这一天到来的情景,能坚持到北奥实属不易。所以他说他没有难过不舍,他展示给大家的精神面貌依然是意气风发和勇往直前。确实,作为竞技运动选手,他的职业生涯是辉煌与圆满的。他说还有很多事要做,未来也有很多可能性,思考很有智慧的感觉。人生的每个阶段都要面临选择,选择就是不同的可能性,这样的生命才丰富多彩。
最后一次作为“羽生选手”这一刻他终于可以如释重负了。希望今后作为全新的羽生结弦,为自己和自己所爱好好生活吧。这段青春永远定格在我们的记忆里,也告诉自己好好生活。
#羽生结弦##羽生结弦正式宣布退役#

恋爱经常见的4个误区,你踩中了几条?

良多人对恋爱抱着无穷的等候,却总遇不到好的情感,也有良多人,明显很想走入婚姻,却由于如许那样的缘由,成为晚婚一族。

偶然候缘分这个器械是毫无事理可言的,乃至另有一点儿率性,就像李宗盛歌里唱的那样:

“想得而弗成得,你奈人生何。”

其着实这个天下上没有哪小我乐意独身只身一生,只是不肯意迁就对付过平生。

但由于找一个符合的人真的很难,偶然候大概相遇简朴,却因相处太难,总会有如许那样的题目泛起,终究不能不闭幕情感。

情感题目的泛起大局部是由于女人们堕入到了恋爱误区里,才会遇不到对的人,偶然候碰到对的人也把握不住。

那末恋爱的时间,有哪些恋爱误区最好不要踩呢?

01
错把“对我好”当统统

之前的热播剧《都挺好》中的苏明成身上最大的长处就是“对妻子朱丽好”,他日常平凡对朱丽种种蜜语蜜语,还说等父亲去了美国就把本身全部的注重力都放在朱丽身上,把她宠成公主。

朱丽生机跑回外家,苏明成一直给朱丽发新闻报歉,还跑到丈母外家跪下向朱丽报歉,并奉上了朱丽到场购物车良久但没有舍得买的项链。

在父亲苏大强说朱丽矫情的时间,他一力还击:“您老说她矫情,她还真不矫情,从娶亲到目前,袜子和内裤都是她给我洗的,没一句牢骚。”

实际生存中如许”对我好“的好男子大概是良多女人求之不得的,然则我们不要忘了,苏明成如许的男子也仅仅是对朱丽好,对其别人的立场可谓是卑劣至极。

苏明成欺凌mm已成风俗,为了给朱丽出气把mm打的鲜血直流倒地爬不起来。

除此以外苏明成照样一个名不虚传的宝妈男,已三十多岁了还在啃老,而且还以啃老为荣:“啃老怎样了,啃老不是本领啊,你啃一个尝尝。”

在恋爱中,良多好女人和朱丽一样错把“对我好”当做了恋爱里的悉数,认为只要“对我好”就能够补充统统,就能够生存幸运,但生存究竟不是只要“对我好”才气顺遂前行的。

一小我的品德怎样,本领怎样,是不是有承当有义务感,都影响着往后两小我的情感。

以是,酷爱的女人们,你能够给恋爱附加上“对我好”,但也肯定要思量较为靠谱的权衡标准,比方品德、三观、教养等。

02
误用“跪舔”换珍重

良多女人总认为倾尽尽力对男生好,跪舔男生,男生就会更在意本身更珍重本身。

却不知恋爱始终是一场代价吸引的博弈战,其实不是一方低姿势的为另外一方支付。

低姿势的知足对方任何需求,其实不会换来男生的珍重,只会遭受被厌弃被扬弃的际遇。

由于在你放低姿势无底线的低落本身去知足对方的时间,就是在本身的恋爱平天里增添砝码,对方的需求感也会随之低落,他在恋爱里的位置也会随之低落。

以后,你支付的越多对方越是不知足,反而会厌弃你支付得不敷,直到末了他摒弃你也不会有甚么痛惜,由于他在你身上并未投资甚么,重新至尾都是你在为他投资。

实在总结起来,女生走进跪舔误区的缘由,首要有三个方面:


1、缺少自傲,或本身代价缺少,认为只要跪舔市欢才气博得对方的爱。

2、同性资本缺少,可挑选权有限,对有限的挑选工具无所不消其极,末了致使跪舔。

3、最焦点的缘由,是你被本身冲动了,由于本身连续不求回报的支付,塑造了一个忘我爱人的形象,而此时你爱上的已不是阿谁男生,而是蜜意支付的本身。



女人们想要防止堕入这个误区,肯定要记着七个字:“先爱本身,再爱人。”

只要你做到了先爱本身,你才气晓得怎样爱一小我,才气将正向的爱传送给男生。

而要做到爱本身,起首你得建立自傲念,对本身的代价有高度的认同感,一个有自傲的人材是最有魅力和吸引力的,也才气吸引男生来珍重你。

其次就是不要范围于本身有限的交际圈,多打仗和认识男生,才气晓得甚么样的男生得当本身。

末了,一等女生吸引男生,二等女生寻求男生,三等女生跪舔男生。

要做就做一个一等女生,用本身的代价和魅力去吸引男生,才是硬事理。

03
无标准“作”,真爱终成空

在之前《非诚勿扰》的一期节目中,列位高朋和主持人对“作”给出了很好的表明,其评论的焦点都会合在“度”上。

能把握好度的作都是能够承当的,究竟小作怡情,然则把握欠好度,做过了头,就成了鸿文伤情了。

良多女生轻易堕入“无标准作”的误区中,以是到末了还苦苦纠结为甚么其余女生作起来是情味,而本身作起来就成了无趣。

而要做到张弛有度的作,你能够从以下几个维度做参考:


1、率性水平:不小题大做,上纲上线,作一下获得回应就收网;

2、作的频次:不要过于频仍,能够一周作两次,最好不要一天作好频频;

3、作的时长:工夫长度最好不要凌驾一天乃至两天,防止引发对方过分不满情感。



总之,审时度势的作才气作到点子上,才气让恋爱有甜美样子容貌,过分的作只会堕入恋爱误区里。

04
严峻的拜托心态

情感里最怕的就是齐备依赖对方的拜托心态,实在这类头脑形式是从古至今遗传下来的。

古有三从四德,就是让女性在家从父,出嫁后从夫,夫作古后从子,就是终其平生都在倚赖男性生存。

而现目前女性多数自主自强,经济自力,物资自力,精力自力,然则在情感方面,照样有良多女生会受拜托心态的影响。

由于我们一样平常打仗的片子、电视剧、小说和歌曲内里,充满着“我全部人属于你”、“我会给你平生幸运”的言语,生存中我们也常听到怙恃对将来半子说:“我把女儿的平生幸运都拜托给你了。”这些都是典范的带有拜托生理的言辞。

但头脑形式多半环境下对我们的恋爱是异常晦气的,一旦我们把本身的生存和幸运全都拜托给另外一半,并跟着工夫的推移减轻依赖性。

生存杂事依赖对方,经济来历依赖对方,情感拜托依赖对方,精力供应也依赖对方,这统统的依赖都市形成严峻的拜托心态。

这类生理一方面会减轻对方的生理肩负,他要付起两小我幸运的义务。

另外一方面临我们本身的自力性也是一种扼杀,一旦对方没法蒙受你的拜托所赐与的重负他就会挑选脱离,而此时你的生存和心田就会落空支柱。

以是万万不要认为一小我爱你,你便能够将统统都拜托给对方。

你要信赖,幸运始终都是要依赖本身得来的。

本身有充足的本领照应本身,对方也有充足的本领照应他本身,如许的恋爱干系才气杀青1 1=2、3、4乃至5。#情感##盛夏情感派对#


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