在廣袤無垠的海洋之上,海浪拍打著希望,海風傳遞著夢想。一位青年科學家,以堅定的信念和無畏的勇氣,在這片深藍領域闖出一片新天地。他就是華能清能院海上風電部主任、華能海上風電公司總經理劉鑫。38歲的他,用九年時光將“把論文寫在祖國大地上”的誓言,鐫刻在了深藍海域的浪花里。
跨界:從水電新兵到風電尖兵的蝶變
2016年盛夏,如東八仙角的灘涂上蒸騰著暑氣,劉鑫的鞋底陷進松軟的泥沙里,眼前是尚未完工的海上風電項目工地,70臺風機樁基如同鋼鐵森林般刺破海平面。這個剛走出清華園的水電博士,接到了職業生涯中最具挑戰性的調令——“院里需要搞風電的人,你要不要試試?”領導的話語像一顆火種,點燃了劉鑫骨子里的冒險基因。從水電站到風電領域,這不是簡單的跨界,而是將一粒青稞種子播撒在鹽堿地上。
面對風機尾流控制這一世界級難題,他帶著團隊在實驗室里搭建起仿真模型,激光雷達掃描出的氣流軌跡在屏幕上交織成流動的曲線,如同給看不見的風裝上了霓虹燈帶?!澳嵌螘r間,我們像拼拼圖一樣反復調整葉片角度?!眻F隊成員回憶道。他們將衛星遙感數據與現場實測結合,如同一張精密的捕風網。最終,他們創新性地采用激光雷達與合成孔徑衛星聯合測量技術,成功實現海上風電場風電機組尾流可視化,為亞洲首個百萬千瓦級海上風電場繪制出了精準的“呼吸圖譜”。
海風穿過實驗室的通風口,與屏幕上的氣流軌跡形成奇妙共振。劉鑫突然發現,這些綠色能源的脈絡,與水流曲線竟有著相似的韻律。這項成果不僅助力團隊斬獲中國電力科技進步一等獎,也在劉鑫的心底埋下伏筆:既然水能馴服,風能亦可駕馭,他要在海上風電領域闖出一片屬于自己的天地。
突圍:從“難關”到“國之重器”的跨越
2018年,我國首個海上風電領域國家重點研發計劃項目正式啟動,劉鑫深刻認識到國外技術壟斷“緊箍咒”讓我國海上風電發展舉步維艱??粗鴩馄髽I在技術上的封鎖,劉鑫心中滿是不甘,帶領團隊詳細梳理了我國海上風電發展面臨的6方面21項技術瓶頸和短板事項,牽頭行業上下游企業,邁上了海上風電國產化的艱難征程。
他們一頭扎進實驗室,無數個日夜,調試著每一道工藝參數,最終研制出耐得住10萬小時運轉的“中國心”,讓海上風電機組裝上了“中國軸承”。然而,挑戰并未就此停歇。在葉片大型化、柔性化浪潮下,劉鑫團隊研精覃思,大膽創新,提出大型風電葉片半反問題優化設計法,在保障可靠性前提下有效減輕葉片重量。歷經無數次迭代優化,最終成功打造出長度驚人的120米級葉片。這葉片如同大鵬之翼掠過海面,仿佛要帶著中國海上風電事業一飛沖天。
不僅如此,劉鑫帶領團隊在海上風電仿真與建模關鍵技術上也取得了重大突破,自主開發的海上風電機組-塔架-基礎整體化結構優化設計軟件,可以用更少的材料為海上風電機組打造一副更強壯的“骨架”。在江蘇、廣東等9個沿海省區風電場示范應用效果顯著。
就這樣,劉鑫帶領團隊在國產化的道路上不斷前行,實現了多項“從0到1”的突破。在5兆瓦至18兆瓦系列化國產化大型海上風電機組研制和示范應用過程中,首次實現了葉片、主軸承、變槳系統、主控PLC系統、變流器IGBT等核心關鍵部件全國產化,解決短板問題,打破國外技術壟斷,塑造國產化產業鏈。其中,5兆瓦機組入選國家能源局能源領域首臺(套)重大技術裝備,18兆瓦機組更是入選“央企十大國之重器”。劉鑫深知,這些成就的背后,是整個產業鏈共同努力的結果,就像是一場盛大的“深海協奏曲”,每一個企業都奏響了自己的最強音。
破冰:在科技無人區鑿出深海之光
海上風電蓬勃發展,融合開發成為必然趨勢。2022年7月,華能清能院會議室里的空氣仿佛凝固成冰——我國首套抗浪型漂浮式光伏平臺“黃海一號”的仿真模型已連續72小時運算失敗。與國產化海上風電機組研制曾面臨的困境相似,國內在海工平臺專用仿真工具領域仍是一片空白?!氨仨毥儆谖覀冏约旱穆摵戏抡婺P?!”劉鑫的聲音打破僵局。他們詳細剖析每一個參數,在無數次測試試驗中尋找最優設計組合。當關鍵節點在應力仿真中碰撞出理想曲線時,團隊成員們歡呼雀躍。這個自主研發的聯合仿真模型,不僅提高了模型計算的穩定性,更讓“黃海一號”具備了抵御10米巨浪的鋼筋鐵骨。
劉鑫在我國首套抗浪型漂浮式光伏平臺“黃海一號”項目現場(右一為劉鑫)
時間來到2024年夏季,山東海域的調試現場,集裝箱內的溫度計指針幾乎要熔斷在40攝氏度的刻度上。年輕工程師們后背的工作服被汗水浸出“鹽漬地圖”,調試進度仍停滯不前,光伏組件始終無法觸發微電網能量管理系統。劉鑫帶領團隊立即成立緊急攻關小組,結合調試數據篩查問題可能存在的堵點,協調各設備廠家增派調試人手,仔細盤點收集從逆變器、儲能、弱電柜、負載各節點運行數據,根據數據進行倒排摸查。從早上七點一直到深夜十一點,連續多日的高強度作業使大家疲憊不堪,但眼神中始終閃爍著堅定的光芒。
功夫不負有心人,最終他們找到了癥結所在。當微電網系統終于成功啟動時,劉鑫望著窗外的“黃海一號”,銀色光伏板在朝陽下泛起粼粼波光。這個直徑近50米、高9米的龐然大物,在30米深水區書寫著中國光伏的新傳奇,那一刻,所有人的疲憊都煙消云散。
從如東的灘涂起步,到黃海的浪尖拼搏,劉鑫以青春為筆,以奮斗為墨,書寫著新時代科技工作者的擔當與使命。如今,他的目光已投向更遠的海域。作為國內首個漂浮式國家重點研發計劃項目的課題負責人和執行負責人,劉鑫正引領團隊勇攀科技高峰,全力攻關全球容量最大的17兆瓦深遠海漂浮式風電系統,進一步突破浮體輕量化設計瓶頸,為深遠海風電開發開辟新路徑。在未來的征程中,他將繼續向著深藍更深處挺進,為我國的能源事業發展貢獻更多的力量。(文:馮樂)