近日，第四屆中國深遠海漂浮式海上風電大會在江蘇鹽城開幕。大會由中國海洋工程咨詢協會海上風電分會的領軍人物翟恩地擔任主持人，他以其深厚的行業洞察力和豐富的實踐經驗，深刻剖析了當前漂浮式風機設計面臨的十大核心痛點，這些問題不僅制約了技術的進一步突破，也影響了深遠海海上風電項目的經濟性與可行性。

廣袤無垠的深遠海域，蘊藏著超乎想象的風能資源，據世界銀行估算，全球海上風電的技術開發潛力已突破710億千瓦，其中7成潛藏于深遠海之中。而我國，更是坐擁海上風能資源技術可開發量約22.5億千瓦的寶地，這不僅預示著風電開發規模的飛躍式提升，更為沿海地區用能成本的降低及“雙碳”目標的實現鋪設了堅實的基石。

然而，深遠海海上風電的發展之路并非坦途，而是布滿了海洋極端環境帶來的重重挑戰。如何在狂風巨浪中確保風機的穩定性與高效性，如何在保障安全的前提下提升發電效率并降低維護成本，成為了風電行業亟待攻克的難關。

漂浮式風電方案，作為解鎖深遠海風電潛力的金鑰匙，其技術發展的步伐直接決定了深遠海風電的前進速度。這項融合了空氣動力學、結構動力學、水動力學、巖土動力學、復合材料科學、機電耦合系統、系統控制理論及新型電力系統等多學科交叉的復雜技術，無疑是風電技術領域的巔峰之作，令無數科學家與工程師心生敬畏。因此，亟須精準識別漂浮式風電技術的關鍵痛點，勇于面對挑戰，齊心協力，為技術突破與創新開辟道路，推動深遠海海上風電向著更加廣闊的未來揚帆遠航。

翟恩地圍繞“整機設計、環境輸入、機組系統、結構響應、測試驗證”這一核心框架，精準剖析了漂浮式風機設計領域的十大痛點，這些痛點不僅是當前技術突破的瓶頸，更是引領漂浮式風電技術向前邁進的關鍵所在。

首要痛點在于“一體化仿真與設計工具鏈的不完善”，主流商業軟件在處理浮式基礎結構響應及局部強度分析時，尚缺乏高效、全耦合的一體化設計手段，導致跨學科團隊間工具接口復雜、數據流通不暢，且缺乏行業公認的高精度、高效實踐標準。

緊隨其后的是“長柔葉片的氣動彈性問題”，漂浮式平臺的低頻運動加劇了葉片-葉輪系統的非定常效應，傳統葉素動量理論在應對復雜工況時顯得力不從心，尤其是在抗臺措施下，尾緣入流狀態的評估成為難題。

“耦合動力學仿真中的水動力挑戰”同樣不容忽視，隨著風機大型化，現有仿真方法難以精準捕捉浮體剛度和模態變化對水動力載荷的影響，極端工況下更是面臨勢流理論失效的困境。

“浮式基礎強度設計的一體化缺失”則是另一大障礙，當前設計多依賴風載與浪載的分步疊加，導致設計冗余與不確定性，且商業化部署成本高企，新型浮體方案的經濟性與量產路徑尚不明朗。

“系泊系統的降本路徑不明確”也是業界關注的焦點，多樣化設計增加了降本難度，且新型系泊組件與材料尚未經充分驗證，推廣應用面臨高風險。

“動態纜設計的復雜性”同樣嚴峻，高載流、高電壓、大尺寸帶來的壓力與海生物附著問題，對纜線的結構、電氣及水中構型設計提出了極高要求。

“葉輪、傳動鏈與塔架的耦合振動”問題難以回避，漂浮式風機的特殊運行環境使得振動頻率的規避更為困難，塔架承載要求提升，剛性設計成本顯著增加，且新架構的性能與成本優勢尚待驗證。

“閉環控制的穩定性難題”同樣不容忽視，浮體運動與葉片變槳的耦合作用可能引發控制系統失穩，影響風機整體性能。

“水池縮尺試驗的局限性”也限制了驗證手段的有效性，氣動與水動參數的相似性不兼容、風浪相互作用的復雜性以及復合材料系泊纜的特殊性，均對試驗結果產生影響。

最后，“遠程監測和機組可靠性驗證的不足”成為深遠海風電發展的隱憂，隨著風機部署區域的擴大，運維難度增加，遠程監測技術面臨挑戰，而新設計、新工藝的可靠性驗證也亟待加強。這十大痛點相互交織，共同構成了漂浮式風機設計領域的復雜圖景，也指明了未來技術突破與創新的方向。

面對漂浮式風機技術領域的重重痛點、瓶頸與難題，翟恩地秉持著挑戰與機遇并存的信念，堅信通過匯聚全行業的智慧與力量，定能逐一攻克難關，推動漂浮式風電技術邁向商業化發展的新階段。針對前述十大痛點，翟恩地不僅深刻剖析了問題的本質，還提出了一系列前瞻性的解決思路，為未來的技術突破指明了方向。

針對“一體化仿真與設計工具鏈不完善”的痛點，翟恩地建議，應致力于開發高效、全耦合的一體化設計工具，促進跨學科團隊間的無縫協作，確保數據流的暢通無阻。同時，應依據具體應用場景，靈活選用并優化仿真工具，以提升設計精度與效率。

針對“長柔葉片氣動彈性問題”，他強調需改進氣動設計理論，特別是針對漂浮式風機的特殊工況，開發更精確的統一動量理論仿真工具。此外，優化葉素動量理論，以應對高誘導因子和復雜對風條件，也是未來研究的重要方向。

在“耦合動力學仿真中的水動力挑戰”方面，翟恩地指出，需開發更高階的CFD仿真工具，以準確評估極端海況下的風機動態響應和水動力載荷。同時，通過實驗與數值模擬的結合，優化浮體設計，減少其對整機模態的負面影響。

針對“浮式基礎強度設計一體化缺失”的問題，他建議加速全耦合強度分析方法的研發，實現風、浪、流多重載荷的一體化計算。此外，推動新材料與模塊化制造技術的應用，以降低浮體成本，并尋求輕量化與結構強度的最佳平衡點。

在“系泊系統降本路徑”的探索中，翟恩地主張開發低成本、高可靠性的系泊材料和系統，針對不同水深與環境條件進行優化設計。同時，深入分析系泊系統失效概率，驗證新型材料的耐久性與強度，為低成本、長壽命系泊方案的設計提供堅實依據。

面對“動態纜設計的復雜性與壓力”，他提出應加強對動態纜疲勞載荷的研究，開發耐用附件與防護技術。針對海生物附著問題，加快防污材料與電纜結構優化技術的研發，以提升動態纜的長期可靠性。

針對“葉輪、傳動鏈與塔架耦合振動”的難題，翟恩地建議加大浮體特性與風機系統耦合振動的研究力度，通過精準動力分析與結構優化減少振動影響。同時，探索新型風機架構的潛力與應用可行性。

在“閉環控制穩定性”方面，他強調需開發先進閉環控制算法，引入新傳感器技術，實時監測風機動態響應，并結合前饋控制與高級降載技術，提升平臺穩定性與運行效率。

針對“水池縮尺試驗局限性”，翟恩地提出應結合CFD與勢流理論，開發混合模型試驗方法，提高模擬精度。同時，建設先進多自由度造波池，以生成復雜風浪環境，為風機測試提供逼真實驗場景。

最后，針對“遠程監測與機組可靠性驗證不足”的問題，他建議加強智能監測系統開發，利用大數據與人工智能技術實現故障預測與診斷。同時，加快機組可靠性驗證工作，建立長期運行數據積累與性能評估體系，確保風機長期穩定運行。這些解決思路不僅為當前的技術瓶頸提供了破局之道，更為漂浮式風電技術的未來發展繪制了宏偉藍圖。（林  楚）