明陽智慧能源集團(tuán)股份公司海工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主任工程師胡冰楠：明陽智能“風(fēng)漁融合”探索與項(xiàng)目實(shí)踐

2023年10月16日-19日，2023北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風(fēng)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(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)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(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來”為主題，將歷時(shí)四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時(shí)代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國際風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機(jī)會”“風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇”等不同主題的21個(gè)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(tuán)股份公司海工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主任工程師胡冰楠在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新論壇II上發(fā)表題為《明陽智能“風(fēng)漁融合”探索與項(xiàng)目實(shí)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(fēng)漁融合"探索與項(xiàng)目實(shí)踐》做分享。

首先是風(fēng)漁融合，風(fēng)是指風(fēng)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(gòu)建修復(fù)繁殖所需要的場所，從而實(shí)現(xiàn)漁業(yè)資源的開發(fā)。根據(jù)功能和側(cè)重點(diǎn)不同，海洋牧場分四類，今天我們談的是海上風(fēng)電和海洋牧場兩個(gè)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(fēng)電進(jìn)入到商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的比較階段，同時(shí)也遇到發(fā)展瓶頸。受評價(jià)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(yuǎn)海發(fā)展，一方面需要裝備進(jìn)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(fēng)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(fēng)漁融合能做什么呢？一方面可以供應(yīng)同一海域?qū)崿F(xiàn)立體的開發(fā)模式，共用支撐基礎(chǔ)同步建設(shè)，降低成本。這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的融合是行業(yè)優(yōu)勢互補(bǔ)，可以助力海洋經(jīng)濟(jì)增長和助力海洋強(qiáng)國。

通常來講，現(xiàn)在風(fēng)力融合開發(fā)分為兩種模式：一是在結(jié)構(gòu)上的融合，指以海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)作為載體，在上面增設(shè)網(wǎng)箱伐架，這種共享鋼結(jié)構(gòu)的模式也叫做強(qiáng)融合。二是注重空間上的融合，只在海上風(fēng)電場內(nèi)部，根據(jù)條件、地質(zhì)設(shè)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(jié)構(gòu)融合的基礎(chǔ)上，推動其他結(jié)構(gòu)的融合和運(yùn)維管理的融合，最終可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)漁的全面融合。

風(fēng)漁裝備研發(fā)設(shè)計(jì)，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(fù)責(zé)前期海洋牧場建設(shè)和訂單獲取，二是海洋能源研究院負(fù)責(zé)整體規(guī)劃和裝備設(shè)計(jì)，三是汕尾海洋牧場裝備建造基地，四是明陽漁業(yè)公司負(fù)責(zé)銷售。

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

我們團(tuán)隊(duì)針對多種形式的漁業(yè)設(shè)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(jié)構(gòu)的模式，可以采用漂浮式基礎(chǔ)加網(wǎng)箱的裝備，如果想進(jìn)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(tuán)隊(duì)具備從概念設(shè)計(jì)、基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)的能力，主要工作包括設(shè)備選型和主尺度設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)是將產(chǎn)品的功能具像化，比如這一款網(wǎng)箱應(yīng)該配備幾臺吊機(jī)？主要是做這樣一些規(guī)劃。仿真計(jì)算，如果是漂浮式裝備還要進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行強(qiáng)度分析等工作，還會進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對設(shè)計(jì)思路進(jìn)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(shè)計(jì)比較粗放，而我們團(tuán)隊(duì)通過對柔性網(wǎng)衣系統(tǒng)進(jìn)行分析，同時(shí)得到網(wǎng)衣載荷和變形。同時(shí)，對防摩擦的設(shè)計(jì)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(shí)降低設(shè)計(jì)成本。

剛才說這么多的前提，看一下明陽智能到底做哪些實(shí)踐？

首先是明陽自主研發(fā)設(shè)計(jì)全球首臺風(fēng)漁一體化裝備“明漁一號”“明漁一號”在空間、結(jié)構(gòu)、電力運(yùn)輸上做融合，也是全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)風(fēng)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(jìn)行智能投喂等功能，工作人員只需要在岸上通過平臺進(jìn)行實(shí)時(shí)察看，解決無人職守的問題。同時(shí)是強(qiáng)融合的裝備，網(wǎng)箱部分也是做了抗臺風(fēng)設(shè)計(jì)。

“明漁一號”從概念設(shè)計(jì)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(jī)在離岸69公里，可以抵抗16級的臺風(fēng)，這臺裝備7月份正式下線，8月份完成整體安裝，并且進(jìn)行試養(yǎng)殖，養(yǎng)的是金鯧魚，明年準(zhǔn)備養(yǎng)石斑魚。

現(xiàn)在這臺樣機(jī)將導(dǎo)管水下其中一部分做設(shè)計(jì)，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(fēng)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(fēng)檢驗(yàn)的，今年9月份蘇拉在廣東登陸，“明漁一號”直面臺風(fēng)，過后裝備一切都正常。左下角是臺風(fēng)期間通過遠(yuǎn)程監(jiān)控看到的內(nèi)部情況，風(fēng)浪還是非常大的。右側(cè)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(cuò)的，這臺裝備相當(dāng)于是被臺風(fēng)認(rèn)證過的。

“明漁一號”得到多家主流媒體的關(guān)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(jī)在試養(yǎng)殖中，預(yù)計(jì)今年11月底就可以出漁。

這款是可以作為風(fēng)電場海上運(yùn)維基地的網(wǎng)箱，這款裝備可以在臺風(fēng)區(qū)無掩護(hù)海域進(jìn)行運(yùn)營，最高可以抵抗17級臺風(fēng)。上面平臺可以作為運(yùn)維基地，為運(yùn)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(yùn)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(shí)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(qiáng)，可以通過搭載不同的模塊實(shí)現(xiàn)風(fēng)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(jī)網(wǎng)箱適用于水深超過20米的海域，它的應(yīng)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(shè)計(jì)，建造周期是12-15個(gè)月，以目前完成的裝備來看，可以抵御17級臺風(fēng)。

這款裝備從概念設(shè)計(jì)開始，到現(xiàn)在形成全套的設(shè)計(jì)，完成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，裝機(jī)承載力分析，碰撞分析，電器、管路等設(shè)計(jì)工作。

它可以實(shí)現(xiàn)哪些功能？首先是投喂，餌料利用率可以達(dá)到95%。魚臉識別可以進(jìn)行測量，幫助我們對它有精準(zhǔn)的把握。我們6萬立方的養(yǎng)殖水體，收魚其實(shí)是挺難的，我們可以通過吸魚泵把它吸到船上直接運(yùn)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(jī)器人它的清潔效率可以達(dá)到每小時(shí)2000平米。

平臺搭載智能監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)，可以對水質(zhì)、投喂情況、海上天氣情況進(jìn)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(jìn)行匯總分析，最后得到智能化方案策略，幫助我們進(jìn)行智能管理。這個(gè)平臺所得到的數(shù)據(jù)，可以用于科研和國防。總結(jié)與展望，風(fēng)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(shè)計(jì)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(jiān)實(shí)的一步，后續(xù)會設(shè)計(jì)出更多的融合方案，推動傳統(tǒng)的海上風(fēng)電場向綜合能源場轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)海洋強(qiáng)國的夢想。

以上是我所有的分享，感謝大家的關(guān)注，謝謝。