一台16兆瓦的海上风电机组，有多大?

——单支叶片长123米，能够同时容纳300个成年人并肩站立，叶轮扫风面积约5万平方米，相当于7个标准足球场。

一台16兆瓦的海上风电机组，能发多少电?

——满发风速下，每年可输出超过6600万千瓦时的清洁电能，能够满足3.6万户家庭一年的生活用电。

7月19日，全球首台16兆瓦海上风电机组在福建北部海域顺利完成并网发电。这是目前全球范围内单机容量最大、叶轮直径最大、单位兆瓦重量最轻的风电机组。

协同、创新、突破，中国海上风电装备正为全球行业发展树立新标杆。

百米高空“穿针引线”

记者从福州长乐松下港乘船出发，经过两个多小时航行，宽阔蔚蓝的海面上，阵阵海风劲掠而过，一台白色巨型风车正在展翼“捕风”。

据长江三峡集团福建能源投资有限公司执行董事、党委书记雷增卷介绍，16兆瓦风电机组轮毂中心高度152米，约相当于一座52层大楼的高度;机舱、发电机组合体重达385吨，相当于190台越野车的重量;单只叶片重54吨，叶轮扫风面积约5万平方米。

这样的庞然大物，是如何稳稳地立在海上的?

负责现场施工的中铁大桥局平潭外海海上风电场项目经理程细平说，这里常年风高浪急、海况恶劣，施工作业本就困难重重。再加之海上大兆瓦风机的尺寸和重量，都远高于陆上风机，更为装机带来挑战。

“叶片长度123米，是目前全球最长的叶片。”程细平说，在吊装时需要将每支叶片的直径为42毫米的176颗螺栓同时插入直径为45毫米的螺栓孔里面，实现叶片与轮毂精准对接，这堪称百米高空中的“穿针引线”。

工欲善其事，必先利其器。为确保风机安装任务顺利完成，施工方从广东沿海调来由三峡集团投资建造的全球首艘2000吨级海上风电安装平台——“白鹤滩”号。

“稳是在百米高空进行吊装作业的关键，任何一丝晃动对于吊装作业来说都有可能产生严重的影响。”三峡物资招标公司“白鹤滩”号技术负责人王怀刚说，“白鹤滩”号海上风电安装平台可将120米高的桩腿插入海底，牢牢站立在海上作业点，通过马达发力将平台升至海面上方，在施工时稳如磐石，从而完成毫米级高精度吊装。

为了抢抓施工窗口期，吊装工作必须争分夺秒。王怀刚说，从6月23日开始，“白鹤滩”号海上风电安装平台上的100多位工作人员就日夜奋战，采用分体式吊装的办法，分别安装风电机的塔筒、机舱、发电机、轮毂和叶片。

6月28日14时30分，经过30多个小时不间断的叶片安装，16兆瓦海上风电机组成功吊装。

关键核心部件全面国产化

业内认为，这台由三峡集团与金风科技联合研发的16兆瓦海上风电机组，标志着中国海上风电在高端装备制造能力、深远海海上风电施工能力上实现重要突破，达到国际领先水平。

“这台机组在关键核心部件上实现了全面的国产化。”雷增卷说，长期以来，我国海上风电装备国产化水平较低，尤其是核心部件主轴承、超长叶片长期对外依赖。此次在风机主轴承、叶片和传动链等方面实现重大突破。

“主轴轴承是风电机组核心部件，素有风电机组心脏之称。”三峡集团福建公司工程管理部负责人周兴政说，此前由于主轴轴承技术壁垒高，风机主轴轴承主要依赖进口。此次金风科技联合洛阳轴承协同创新，历时9个多月，外径可达3.2米的主轴轴承顺利下线交付，实现了国产替代。

周兴政说，为保证轴承符合工艺要求，研发团队冒着高温全程跟踪轴承的热处理过程，顺利实现轴承装配一次成功，轴承尺寸精度和旋转精度达到P5级较高精度，为主轴轴承的国产化积累了宝贵经验。

叶片研发、生产，也是一个重要的突破点。牵头叶片研发的金风科技研发中心工程师袁渊说，对于123米长的这样一个“巨无霸”，既能抗弯，还要足够轻质、可靠性好，这对叶片的材料、设计和加工工艺等提出了更高要求。

在叶片加长的基础上，如何减重?袁渊介绍说，超长的叶片使得以往的玻纤和树脂材料无法满足需求，经过多次试验后，叶片的内部主梁结构首次采用碳纤维材料，重量减轻了20%。

一次次试验、一项项对比……历时一年多技术攻关，16兆瓦海上风机叶片终于成形，通过测试。

大块头更有大智慧。“机组全面实现了数字化和智能化。”袁渊说，遍布整机的数百个传感器和机舱上的激光雷达可以感知温度、湿度、风速等信息，数字化跟踪机组的运行状态，在恶劣气象条件下，还能通过机组自身的智慧“大脑”，进行风机角度、功率的调节。

“大兆瓦机组可以有效减少同等装机规模的风机数量，节约海域使用面积，是当前海上风电降本增效的重要途径。”雷增卷说，16兆瓦海上风电机组的安装推广，将有效降低海上风电项目度电成本、提高项目收益率，具有显著的行业引领示范作用。

“海上风电是典型的链条式产业。16兆瓦风电机组拥有上万个零部件，这离不开上下游产业链的支撑。”金风科技股份有限公司总裁曹志刚说，这充分展现了中国风电产业在技术创新、供应链协同、工程能力、实验测试等方面的综合实力，为全球海上风电发展树立了全新的标杆。

海上风