广东精铟海洋工程股份有限公司广东佛山528231
摘要：海洋风力发电安装船为海洋风力发电站的安装和储存电量提供安全、稳定和准确到位的技术，充分利用海洋资源，海洋安装船的应用显得尤为重要。综合海洋安装船的相关资料，总结国内海洋安装船的发展情况，简述国内目前掌握海洋安装船的技术，展望海洋安装船在海洋风力发电站安装的应用前景。海洋安装船能促进海洋风力发电站的发展，而海洋风力发电站的发展能促进海上能源的利用，解决沿海及部分内陆的能源短缺问题，实现可持续经济发展，缓解环境污染的压力。
关键词：海洋风能；可持续发展；海洋风力发电站；海洋风力发电安装船
随着社会的发展，人们对能源需求越来越大，因此对环境也造成了一定的压力，如温室效应、雾霾和酸雨等等。大力发展可再生能源变得更加重要和迫切，风力发电作为国内可再生能源发电形式中最具规模和效率的新能源，应用更为广泛。目前风能的开发利用主要集中在风力发电、风力提水和风力制热方面。陆地表面不平，有高有低，对风力、风向等有很大影响，甚至引起湍流，海面上由于粗糙度低，相比陆地湍流小，剪切力小，大气稳定，所以海上风速大且相对稳定[1-2]。同容量的发电站安装，海上比陆地的安装成本增加60%，电量转换效率却增加50%以上，海上风力发电站还是有很大的优势，所以海洋风力安装船的发展还是非常有必要的。
图1海洋风力发电安装船安装示意图
风电安装船主要分为起重船、自生式起重平台、自航自生式风机安装船和桩腿固定性风车安装船和离岸动力定位及半潜式安装船等。随着海上风力发电的迅猛发展，早期的风电安装船都是通过借用海洋工程船改造而成，但是随着风力发电柱向着大型化发展，小型船舶无法满足风机安装的高度和承载重量的要求[3]。近年来，海内外海洋工程公司纷纷开始建造和改造多艏专门用于海洋风机安装的工程船舶。2002年，世界上第一艏海上风电安装船是中国上海关造船厂向英国MPI公司订购的，该船是通过安装改造而成的特种船舶（五月花号，MayfloweResolution），可以一次性承载10台3.5MW的风机，允许的风机塔架最大高度和叶片最大直径均为100m，航速10.5kn，配备艏侧推动力定位装置，有6个桩腿，可在3～35m水深作业，作业时船体提升高于水面一定高度，其最高起吊高度为85m，最大起重能力在25.5m半径时为300t，在78m半径时为50t。该船具有自升自航能力，并能高效完成安装任务、承载能力大、适应各种恶劣天气，该船的引进为我国在风电安装船方面的发展积累了宝贵的经验。随着行业技术的发展，国内也基本上拥有风电安装船的能力，如708所、南通中远船务和振华重工等等对风机吊装作业船进行相关的研究，并成功安装和改造风电安装船。并于2017年7月14日，中国船舶工业集团公司第七0八研究所与中国铁建港航局集团有限公司签署风电安装船设计的合同，这已经是708所签署的第二份风电安装船设计的合同。由2009年6月在江苏盐城，具备生产3MW风电机组到2017年具备8MW以上的海上风机基础打桩能力，这说明我国在海上风电安装船的发展具有质的进步，我们也有把握往更高更强的方向发展。
欧洲是最早发展海洋风力发电技术的地区，但是我国由于受到政策、技术与成本等方面的影响，海上风电产业发展相对缓慢。随着能源需求逐渐增大，我国对可再生能源发展提供了一个更好的发展平台。
2010年，我国第一个海上风力发电厂在上海东海大桥建成，是我国第一个海上风力发电的示范基地，装机总容量为102MW。2012年，中远船务集团南通中远船务公司与丹麦国家能源公司设计并建造世界第三代自升式海上风电安装船“安东吉1号”（即SEAINSTALLER），该船的出世，标志着我国从设计到建设成功的研制国际首座超大型自航自升式海上风电安装船，船长138m，型宽40.8m，型深10m，桩腿长度约70米。作业水深45m。最大提升能力>20000t（世界第一），最大起吊能力1000t（世界第一），距海面最大起吊高度130m（世界第一），甲板承载重量6000t（世界第一），整体技术达国际领先水平。2017年1月，该船的设计和建设获得了国家金桥将。
2016年12月，振华重工与中国国电融资租赁公司、龙源振华签约2000吨风电安装船，该船船长100.8米，型宽43.2米，型深8.4米，起重能力高达2000吨，是目前世界起重能力最大的风电安装船，具有自带翻桩功能、起重机臂架采用包容式节点等十大创新技术。同月，厦门船舶重工股份公司与中铁福船海洋工程有限责任公司签署首艘海上风电一体化作业移动平台“福船三峡号”的合同，并完成交船。该船总长108.5m，垂线间长99m，型宽40.8m，型深7.8m，设计吃水4.6m，带动力定位系统，最大作业水深50m；平台艉部左舷配置一台1000T电动全回转绕桩式起重机，艏部右舷升降机构室附近配置一台200T全回转起重机，平台主要用于基座、塔架、机舱以及叶片等风机设备运输和吊装，可用于水上打桩作业和桩基建设，以及海上打捞等作业。该平台可携带5MW风机3台或7MW风机两台，作业面积大于2500平方米，具备安装和组装同时进行的场地规模和起吊能力。“福船三峡号”的起吊能力与甲板工作面积及载荷国内迄今最大。作为海上风电专用的一体化作业平台，该船的综合能力目前居国内首位。海上安装船的稳步发展，标志着我国海上安装船的技术也在逐渐发展，我国也拥有独立研发风电安装船的技术。
2015年，广东精铟海洋工程股份有限公司投资建造了该公司第一座自升式海上风电安装维护平台“精铟1号”（KOE-01），平台于2015年9月签署建造合同，建造周期18个月。2016年12月15日上午10点30分，“精铟1号”（KOE-01）自升式海上风电安装平台在黄埔文冲南沙厂区成功下水。该平台结合了明阳风电海上风机的设计特点[4]，专为海上风机的安装与运维、离岸工程支持而设计制造的一座平台。该平台最大亮点在于首次应用了完全国产化的核心装备。其所装备的800T绕桩吊及JYM-HJ3600连续液压插销式升降系统均为国内最先进的海工设备，拥有完全自主知识产权。与国内外采用传统起重船和其他浮式装备进行海上风电安装作业相比，此平台具有灵活性高，工作稳定等特点，更适合于风电机组的安装和运维工作。此平台可以在45m水深以内的海域作业，总长85.8m，型宽40m，型深7m，桩腿高80m，甲板面积约为2000m2，可变载荷2500吨，自持力30天，定员80人，兼顾了自升式平台和浮式船舶的优点，可以单独完成海上作业任务，一次性运载多部风机，减少对本地港口的依赖，并保证了良好的稳性，满足中国沿海各风电场的安装与服务[5]。平台的关键配置为JYM-HJ3600升降系统和800T绕桩回转吊机，其中JYM-HJ3600连续液压插销式升降系统为精铟海工设计制造，设计寿命为2500次升降（25年），升降速度是步进升降系统的2倍以上。平台不但可以满足目前国内主力的3-4MW风机的安装和维护，也可以满足目前世界主流的5-6MW的海上风机的安装维护，为未来国内风机的升级换代预留了安装维护能力的空间。
在国家政策的支持和资金投入的过程中，海上风力发电技术的得到迅猛的发展，不管是海洋风力发电厂还是风电安装船，都往更高更强的方向发展，促进海洋资源的开发和利用，解决沿海及部分内陆地区的能源短缺的问题，起到保护环境，实现可持续发展战略。
参考文献
[1]赵世明，姜波，徐辉奋等.中国近海海洋风能资源开发利用现状与前景分析[J].海洋技术,2010，29(4):117-121.
[2]倪安华.我国海上风力发电的发展与前景[J].安徽电力,2007,24(2):64-68.
[3]https://baike.so.com/doc/4122150-4321460.html
[4]http://news.bjx.com.cn/html/20160303/712749.shtml
[5]http://www.gdjingyin.com/news/shownews.php?lang=cn&id=46