一个“水池”怎样助力挺进深蓝

青岛深远海装备水池能够模拟16级以上台风、22米高海浪，便于开展复杂海洋装备试验

■青岛深远海装备水池能够模拟16级以上台风、22米高海浪。

青岛深远海装备水池内“波涛起伏”，25台风机组成的风阵和造波装置正一起“发力”，模拟出各种海洋环境。水池中央的漂浮式海上风电试验模型置身其中，随浪漂动。设置于模型上和水池周围的各类传感器如同眼睛，“盯着”试验模型，实时记录着试验模型运行姿态和受力状态，并将相关数据传回电脑，供科研人员分析、研究使用。

前不久，青岛深远海装备试验研究中心揭牌成立，其所属的深远海装备水池正式启用。该水池拥有一流的造风、造波设备，能够模拟真实的海洋环境，开展海洋浮式平台、海上漂浮式风机、深海采矿、潜器等深远海装备的水动力学试验研究和测试，是国际先进的深远海装备试验水池。未来，中心将充分发挥深远海装备水池的平台作用，加快深远海装备科研成果落地转化，更好服务青岛现代海洋产业发展。

模拟真实海洋环境

开展复杂海洋装备试验

全球可利用的海上风能资源超过710亿千瓦，其中70%分布于离岸距离超过30公里、水深超过30米的深远海区域。深远海矿产资源同样非常丰富，主要包括多金属结核、富钴结壳和硫化物三大类，开发利用价值极高。面对丰富的资源，全球各主要国家也正加快研发深远海装备，抢占深远海资源开发的先机。

在青岛，哈尔滨工程大学、芜湖造船厂有限公司、中建港航局集团有限公司、青岛军民融合发展集团有限公司、青岛哈船智控科技有限责任公司等单位共同发起成立了青岛深远海装备试验研究中心。该中心聚焦深远海工程、海上新能源与深海采矿等前沿领域，致力于深远海装备技术的突破性发展，其中深远海装备水池便是开展相关技术研究的重要平台。

深远海装备水池长30米、宽10米、深10米，大小约是五人制足球场的一半。在现场，一台约10米高的航车横跨于水池，航车上“吊着”一块25平方米的“大块头”，这便是由25台风机组成的风阵系统。

这套风阵系统块头很大，却非常灵活。在现场科研人员的操控下，风阵几乎可以围着试验模型吹风，从而模拟出不同方向出来的海风。风阵最高能直接吹出8级大风，迎风行走时，人会感觉阻力很大，甚至可能难以站稳。“如果按照模型来推断，风阵模拟出的风已经超过了风力16级或以上‌的超强台风。”青岛哈船智控科技有限责任公司总经理张霖介绍。此外，风阵系统中的每一台风机都可以独立控制、独立运行，能够物理模拟出海面上不同高度的风速、风压差异。模拟出的风环境更复杂、更细腻，既能实现“超级狂风”，又能实现“和谐海风”。

水池一端的造波装置开启后，20个造波摇板如同船桨一样前后摇动，“海浪”开始由远及近、由小到大。摇板摆动幅度在加大、频率在加快，“海浪”越来越高，最高达到了0.8米左右。“别看水池浪高只有0.8米，它模拟出的却是22米高的海浪。”张霖解释道。在造波装置的另一侧，消波装置也开始工作，以减少回波对试验的影响。

此外，水池还配备有0到9米深度范围升降调节假底。假底主要用于模拟近海到深远海不同水深的海底，并为锚泊系统提供支撑。水池配有动态捕捉系统、数据采集系统、半物理实时仿真系统、各型传感器及处理系统等系列高精度测量仪器及其辅助设施，这些设备“眼观六路、耳听八方”，全面记录下水池的各项运行数据。

据悉，该水池是全国乃至全球少有的能够同时开展水动力学和空气动力学跨介质试验的水池，具备深远海装备测试研发的能力，具备开展漂浮式海上风电装备、深海矿产资源开发、极地冰区船舶等重大海洋装备复杂试验的能力。水池的投入使用也将更好助力我国深海资源开发装备的研发。

打通全产业链

加快成果转化落地

传统的近海风电场多是用海底打桩的方式，在水深小于30米的海域建设，规模有限，发展空间易受到挤压。

深远海范围更广，风能资源更丰富、更稳定，正在成为开发利用海上风电的新热点。“在水深超过30米的深远海打桩建设风电场，建设难度、成本会大幅增加，漂浮式海上风电就成了新的选择。”张霖介绍。2022年，工业和信息化部等五部门联合发布《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，提出重点发展13兆瓦以上海上风电机组，研发深远海漂浮式海上风电装备。

深远海漂浮式海上风电装备通常由风机、塔筒、漂浮式基础、锚链、电缆等多部分组成。目前，我国的海上浮式风电技术与国外同处于起步阶段，国内仅有极少数漂浮式海上风电机组实现了并网发电，并且是小负荷运转。

加快深远海风能资源开发，青岛深远海装备试验研究中心正在利用深远海装备水池，研制发电功率为16兆瓦以上，可布局于水深70米到100米的漂浮式海上风电装备。

目前水池中央的两台试验模型正在开展耦合试验，其中漂浮于水中的样机主要是测试浮体，立在水池平台上的样机主要是测试风机。两个关键部分试验数据融合在一起，从而模拟出漂浮式海上风电装备真实运行情况。待试验达到理想结果时，两者会实现真正意义上的合体，从而完成工程样机的设计。时机成熟后，还会进行小比例样机示范、全尺寸样机示范。

在推进漂浮式海上风电装备产业化方面，张霖也有十足的信心。青岛深远海装备试验研究中心聚合了高校、企业等产业链上下游资源，将整合关键技术研发、装备智能制造、工程运维及产业链协同等核心要素，推动形成长效、稳定的事业共同体，以海上浮式风电装备产业化为目标，形成一整套深远海漂浮式风电机组基础设计、制造、运输与安装试验技术，为研制低用钢量、低成本、高稳定性的深远海超大型漂浮式风电机组提供技术方案，形成系列创新成果与示范应用。

建设水池的目的是利用各类先进的试验装置、仪器设备开展复杂的模型试验。水池除了可用于漂浮式风电机装备研发，还可以开展水下机器人等研制。水池自启用以来，一直处于高密度运行状态，几乎每天都在进行各类试验。目前也已有多家单位前来洽谈、共享使用。

当前，青岛正加快建设“4+4+2”现代海洋产业体系，布局发展海洋装备等新兴产业，谋划打造海洋风电装备母港。“下一步，我们将更好发挥深远海装备水池平台作用，实现资源共享，助推青岛现代海洋产业发展，加快推动形成海洋新质生产力。”张霖说。（青岛日报/观海新闻记者  王世锋）

责任编辑：张慕鑫