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全国首套抗浪型漂浮式海上光伏平台——华能“黄海一号”

日期:2025-09-23    来源:华能清洁能源研究院  作者:王月光 李佳明

国际新能源网

2025
09/23
10:25
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关键词: 华能集团 漂浮式光伏 海上光伏

黄海之滨,波光潋滟。 距山东海岸线约30公里的深远海域,全国首套抗浪型漂浮式海上光伏平台——华能“黄海一号”,正稳稳锚定在此。从空中俯瞰,这座边长25米、面积约1624平方米的六边形平台,宛如一块深嵌于万顷碧波中的蓝宝石,在阳光下熠熠生辉,随波轻舞。它不仅是海天之间的一道新风景,更是我国向深远海清洁能源开发迈出的关键一步。




01

挑战深海,破解抗浪难题


近年来,为缓解用地矛盾,光伏发电逐渐从地面电站转向海上光伏,然而现阶段建设的海上光伏平台以桩基式为主,适用于水深小于5米的浅海水域,难以向更深海域拓展。相比之下,深远海蕴藏着巨大的潜力:更长的日照时间、更稳定的环境温度、更高的空气清洁度,这些因素能显著提升光伏电站的发电效率。洞察到这一机遇,中国华能率先踏上深远海光伏的探索之路。 

走向深海,风浪是首当其冲的挑战。“黄海一号”布设的示范场址水深约30米,离岸距离为30公里,最大浪高超过10米,如何在恶劣海况下,让光伏平台“站得稳、立得住”,成为首要技术壁垒。为解决这些难题,华能山东分公司烟台电厂与华能清能院主动揭榜,承接了深远海光伏的设计建造任务。


△2024年3月,华能“黄海一号”光伏平台进行水池试验验证。


经过近两年的反复测算与试验,研发团队确立了“高挑”结构方案:水上7.5米,水下1.5米,总高9米。这一精准高度并非凭空设定,而是基于海域环境参数经无数次模拟测试得出的最优解——确保汹涌海浪无法触及上层甲板,使光伏组件远离盐雾侵蚀,显著延长平台寿命。这一关键设计理念让“黄海一号”成为真正的“不可上浪型漂浮式平台”。


△2024年6月22日,华能“黄海一号”光伏平台上下层结构定位组装。


平台稳定的核心,在于巧妙化解风浪载荷。“黄海一号”与海面最接近的浮体结构,采用了创新的“桁架+浮力块”组合。在上层六边形甲板底下,50余根直径40至130厘米的黄色柱子纵横交错,构成了“黄海一号”的桁架结构,它不仅保证了强度,更通过减小柱体与海浪、海风接触的受力面积和增大柱间空隙,让海浪和海风顺利通过,从而实现平台的稳定运行。在桁架下部,64个橙色筒状浮力块提供了主要浮力,相比于传统的纯钢结构浮体,这种设计有效降低了约25%的浮体用钢量,实现了轻量化与强韧性的统一。

△华能“黄海一号”光伏平台结构细节。

平台看似随波漂浮,实则被一双无形而有力的“脚”牢牢锁定于海床——6根长达265米、单重55吨的锚链,一头拴着平台,一头延伸到海底,将平台与海床牢牢“锁定”。

这座“六边形战士”于2024年10月1日成功安装就位,自那一刻起,它便开始进行为期一年的漂浮式海上光伏实证研究工作,这将有助于实现海洋资源的可持续利用,并为我国海洋能源开发提供新的思路和方法。

△2024年10月1日,华能“黄海一号”光伏平台正式安装就位。

02

结构增效,提升光能捕获

“黄海一号”引人注目的六边形轮廓,远非视觉上的巧思,而是一场精打细算的增效革命,它通过借鉴蜂巢仿生设计理念,让平台同时兼具了稳定性高、结构效率佳、拓展性强、有效面积大的特点。

研发团队在初期对多种几何构型进行了系统性测算与对比。结果发现,在同等结构周长、消耗同等材料的前提下,六边形的面积利用率显著高于传统的四边形或三角形结构。这意味着,采用六边形设计,“黄海一号”能够在有限的空间和材料约束下,铺设最大面积的光伏组件,直接转化为更高的发电能力。目前平台上铺设的434块光伏板,涵盖3种技术路线、4种容量,通过实验筛选出适应海洋环境的高效组件,让设计优势转化为实际效益。


△华能“黄海一号”光伏平台整体构造。


深远海开阔无遮挡、年日照时数长

加之海面反射带来的额外光照增益

使得同等条件下发电量

较陆地系统可提升5%至10%


为深度挖掘这一潜能,“黄海一号”创新采用了平卧式布局技术。这种设计确保光伏板在平台随波起伏中,依然能保持相对最优的受光角度,如同向日葵般高效地捕捉阳光,将海洋赋予的光能潜力尽收囊中。


△华能“黄海一号”光伏平台全貌。


03

风光共舞,实现集约开发

海上,不只有光,更有源源不绝的风能。为最大化利用资源,实现风机与光伏的完美融合,今年7月,华能清能院联合华能烟台电厂对这个“六边形战士”进行了新一轮重磅升级,在平台上加设两台自主研发的“水滴型”垂直轴风机,实现“垂直轴风机+漂浮式光伏”的共平台设计,标志着我国在深远海“风光同场、风光同台”的集约化开发迈出关键一步。


△2025年7月,华能“黄海一号”光伏平台加装垂直轴风机。


风机与光伏的融合并非易事。研发团队历经多场技术攻坚战:从重新测算平台的承重极限,到反复模拟风机对平台稳定性的影响,每一项参数都凝聚着无数次试验的数据积累。研发团队还开发了一套风光协同控制系统,就像给平台装上了“大脑”,可以自动调节两种发电方式的配合,确保电力输出平稳可靠。

“风光共舞”的创新设计,不仅实现了能量的梯度利用,两套发电设备还可以共享基础设施,大幅提升单位海域的能源产出效率。升级后的“黄海一号”发电时间更长、供电更稳定,为我国开发深海能源提供了重要参考。


△2025年7月5日,华能“黄海一号”光伏平台顺利完成“风光共结构”融合升级改造。


逐光而行,向海而生。

从挑战惊涛骇浪实现稳定漂浮,到巧借仿生智慧提升发电效率,再到开创风光同台集约开发新模式,“黄海一号”以其系列化的自主技术创新,点燃了中国向深远海索取绿色能源的燎原星火。



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