為助力全球可持續發展與能源轉型，風力發電作為最成熟的可再生能源之一，近年來呈現快速發展態勢。其中，漂浮式風電因其大型化、規模化及深遠海化的特點備受關注，但同時也面臨安裝難度大、成本高昂、運輸效率低、作業窗口期短等工程挑戰。風電運輸與安裝技術作為風電建造的關鍵環節，新型運輸與安裝技術的研發與應用，對提升海上風電安裝效率、推動商業化進程、降低度電成本具有重要意義。
近日，清華大學深圳國際研究生院助理教授任政儒團隊在風電運輸與安裝海上作業領域取得新進展。相關成果發表于《可再生能源》上。
一體化浮式風電運輸安裝方式通過大型浮船攜帶并運輸多個風機上部預裝配件至作業海域，在原位執行浮式風機進行最終的整體裝配。然而，在結構自身水動力差異影響及復雜的海洋荷載作用下，安裝船與浮式基礎形成周期性相對垂蕩，安裝船的縱向搖晃更加劇處在船首的風機上部預裝配件同浮式基礎間的相對運動，造成裝配過程中潛在的作業風險。
此外，海上吊裝作業作為海上作業常用的技術手段，現有研究缺乏面向“浮船-吊機-風機-浮式基礎”這類復雜多體系統的相關研究工作，風浪流多場耦合動力環境更是加劇了系統研究復雜程度。
對此，任政儒團隊圍繞漂浮式風電一體化運輸安裝技術，對于裝配下放過程的動力學進行了分析，建立了“浮船-吊機-風機-浮式基礎”多體耦合的高保真動力模型，并探究了整個系統在不同海況及下放作業設置中的影響。
在該研究中，科研團隊揭示了在海洋荷載影響下進行裝配下放作業過程中，浮式基礎及風機在接觸的一瞬間受到較大的沖擊荷載作用，并且伴隨纜繩張力突變，沖擊荷載及纜繩張力幅值由相對速度決定。
研究團隊發現，在外部周期性荷載的影響下，風機上部結構預裝配件與風機浮式基礎間出現反復碰撞現象。并且，風機預裝配件下放過程中發生重載轉移，安裝船在重載下放過程中產生了明顯的船退現象。在時域下的模擬仿真，他們揭示了吊裝纜繩下放速度及下放時刻選擇，都會影響結構物間的作用力大小，并導致運動響應不同。
該研究為浮式風電的運輸與安裝提供了工程借鑒與必要的作業決策支持。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.122528
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