一种将风力发电机组安装在浮式基础上，可在深远海区域利用稳定风能发电，且在成本、资源利用等方面具备优势的漂浮式风电机组正成为海上风电发展新趋势。

在当今全球积极推动可持续能源发展的大背景下，风能作为一种清洁、可再生的能源，正逐渐成为能源舞台上的主角。海上风电凭借其独特优势，近年来发展迅猛，而其中一种极具创新性的设备 —— 漂浮式风电机组，更是吸引了全世界的目光。那么，漂浮在海上的发电机究竟是怎样的一种存在呢？它又将如何改写未来能源格局？

漂浮式风电机组的原理与构造

漂浮式风电机组，即漂浮式海上风电机组，是一种将风力发电机组安装在浮式基础上的新概念风力发电机。其原理并不复杂，简单来说，就是把风电机组安置于水下的漂浮平台（浮式基础）之上，通过几根锚索将其固定在海底的海床上，以此达到随风浪移动的目的。通常，漂浮平台会设置在水深 30 米至 200 米处，这里有着稳定且强劲的海风资源。

从构造上看，漂浮式风电机组主要由传动系统和外输方案两大部分组成。传动系统堪称整机的核心，也是技术进步的集中体现，在风机建造总成本中占比较高。市场上常见的有直驱永磁发电机组、双馈异步风力发电机组、半直驱混合驱动风力发电机组等。双馈式风力发电机采用多级齿轮箱，具有体积小、质量轻的优点，但齿轮箱高速传动部件易出现故障；直驱式永磁风力发电机组省去了齿轮箱，主轴与低速多极同步发电机直接相连，运行稳定，故障率低，不过其体积较大，造价成本相对较高；半直驱则综合了双馈与直驱的特点，采用中速齿轮箱 + 中速永磁同步发电机 + 全功率变频技术，兼具直驱的高稳定性和双馈的低成本优势，被认为是未来发展的趋势。

外输方案中，海底电缆扮演着连接海上风电场和陆上电网的关键角色，是海上风力发电建设不可或缺的部分。随着海上风电场向深水区域发展，对海底电缆的要求也越来越高，需要其具备运输长度大、容量大、电压高、损耗低等特性。目前，海缆电流传输主要以直流为主，电压呈逐步升高趋势，绝缘材料多采用交联聚乙烯（Cross LinkedPolyethylene）。

漂浮式风电机组的独特优势

与传统的固定在近海海床上的风电机组相比，漂浮式风电机组有着诸多独特优势。

在资源层面，深远海区域面积广阔无垠，风能资源丰富，开发潜力巨大。传统固定式风电机组受限于水深和海床条件，只能在近海区域安装，而近海资源有限，且可能受到生态约束、其他经济活动等因素影响。漂浮式风电机组则不受这些限制，能够深入深远海，充分利用那里稳定且强劲的风能。

从成本角度考量，随着水深增加，固定式基础材料用量大幅增多，施工难度加大，运维成本也随之攀升。一般认为，当水深超过 60 米后，漂浮式风电在成本上更具优势。而且，深远海区域空间开阔，有利于建设大规模风电场，通过规模效应可进一步降低成本。同时，漂浮式风机安装形式和位置更为灵活，可有效减少噪声、电磁波等对周边环境的危害。此外，漂浮式风电还能借助海上油气行业现有的基础设施和供应链能力，进一步削减成本。最重要的是，它为扩大风电机组单机功率和尺寸提供了可能，有助于降低每千瓦时发电的最终成本。

国内外发展现状

漂浮式风电机组这一概念早在 1972 年就由 HERONEMUS 提出，但受限于当时的技术及成本，并未立即得到工程化应用。直到 2009 年，由挪威国家石油和天然气公司 Equinor 投资的世界上第一台漂浮式风机 “Hywind” 建成投入使用，才拉开了漂浮式风电大规模发展的序幕。此后，欧洲在海上风电技术开发方面一路领先，并积累了丰富的经验和专业知识。比如位于英国的 “Hywind Scotland”，作为全球首个漂浮式风电场，于 2017 年 10 月开始运行发电，其平均容量系数达到英国所有海上风电场的最高水平，有力地证明了漂浮式海上风电场的潜力。

中国在漂浮式风电领域的发展起步相对较晚，不过近年来发展势头十分强劲。截至目前，已成功迈出多个重要步伐。2021 年 8 月，三峡集团在广东阳江安装了中国首台半潜式浮式风力发电机，这台风机采用明阳智能 MySE5.5MW 机型，排水量约 13000t，水深 30m – 50m，设计吃水 13.5m，平台型深 32m。2022 年 5 月，中海油文昌漂浮式风电平台正式开工建造，该平台采用新型三角形半潜式平台，平台中心立柱搭载一台 7.25MW 风机，平台干重 5000 余吨、总排水量 12000m³，其所在水深 120m，离岸距离 136km，标志着中国海上风电正逐步迈向深远海。2024 年 7 月 3 日，全球单体容量最大的漂浮式风电平台 “明阳天成号”（OceanX）在中国船舶黄埔文冲正式完成安装。它首创 “V” 字型塔架结构，总装机容量达到 16.6 兆瓦，也是全球首台双风机漂浮式海上风电平台。据测算，投运后平均每年可发电约 5400 万度，能满足 3 万户三口之家一年的日常用电。10 月 10 日上午，中国自主研发的全球最大功率漂浮式风电机组在江苏射阳成功下线，再次彰显了中国在这一领域的技术突破与创新实力。

未来展望

随着近海风电资源的逐步开发，生态约束趋紧，以及其他经济活动对近海空间需求的增大，近海场址资源日益紧张，深远海开发已成为未来海上风电发展的必然方向，这也为漂浮式风电带来了广阔的发展前景。

未来，漂浮式风电机组将朝着更大单机容量、更低成本、更高效率的方向发展。一方面，通过技术创新和规模化发展，不断降低建设和运维成本，提高发电效率，使其在能源市场中更具竞争力；另一方面，随着人工智能、大数据等新兴技术与风电技术的深度融合，漂浮式风电机组将实现更加智能化的运行管理，能够根据不同的气象条件和海况自动调整运行参数，进一步提升发电稳定性和可靠性。

在全球积极应对气候变化、努力实现碳中和目标的大环境下，漂浮式风电机组作为一种清洁、高效的新能源设备，必将在未来能源格局中占据愈发重要的地位，为人类可持续发展贡献巨大力量。或许在不久的将来，广袤的海洋上将会布满这些漂浮在海上的发电机，它们如同蓝色海洋中的白色卫士，源源不断地为人类输送清洁电能，助力我们驶向更加绿色、美好的未来。