有了这种“大风车”,中国海上风电或将逆势崛起!

原创 樊天慧 华南理工大学船舶与海洋工程系副主任
《海上风电,大风刮来的清洁能源》

2016年,我博士毕业,当时我心中海上风电的种子已经开始开花结果。我下定决心,一定要投入到海上风电这个行业中来。

于是,我毅然决然南下,来到广州,来到华南理工大学,来到这个南海旁边的城市,把所有的科研精力、科研基础和科研方向全部都转移到海上漂浮式风电这个方向上来。

经过2016年、2017年的努力,在2018年,我们获批了一个非常重要的项目——海上浮式风电平台全耦合动态分析及其装置研发。这个项目的核心任务和目标就是要研发中国第一台漂浮式海上风力发电系统装备并进行应用示范。

任务和目标已经确定了,我们接下来要撸起袖子加油干。要做好漂浮式的开发,一定要明确固定式和漂浮式之间有什么本质的区别。

固定式就像一只两脚站立的土木建筑,它深深地扎入到海底,只受到风和波浪的作用。它更像我们常见的陆上建筑物,在抵抗风和波浪的过程中,依靠的是结构的变形。它相当于修炼了金钟罩、铁布衫的功夫:任尔东西南北风,我自岿然不动。

当然风和波浪也造成了很大的压力:就算你会金钟罩、铁布衫,拳头打在身上,它也疼啊。这也就是为什么随着水深的增加,固定式风电的成本会上升得这么快的原因。

而漂浮式是另外一种形式的结构:它由一个漂浮的浮体撑起了风车和浮体本身的重量,然后用锚泊系统,即图中的几条大绳子连接到海里。

漂浮式整体的系统都是非常柔韧的:波浪过来了,浮体就摇一摇;风吹过来的时候,在弹簧也就是在几条大绳子的牵引下动一动,这样以自身的运动来抵抗外部的风和波浪力的作用。就相当于修炼的是太极功夫,讲究的是卸力。

虽然风过来了,我被推走了、被打走了,但是身子就不疼,这也是为什么漂浮式这一形式随着水深的变化,成本增加并不明显的原因。

水中“不倒翁”的秘密 已完成:50%

知道了机理和要求,我们现在要开始进行一些设计工作。

首先我们要设计下边的大浮体。大家刚才也看到了,漂浮式海上风电就是典型的“头重脚轻”,看起来很容易倒。而且它本身一直是漂浮在水面上的,我们要确保它有足够的排水量,提供足够的浮力,这样才能把整体的风车和自身撑在水面上。

大的浮力才有调节的空间,才能让自身具备抗摇动能力。怎么设计它的抗摇动能力呢?我们要尽量地把重心放下,把浮心往上移,在水中打造一个“不倒翁”。水中“大柱子”的尺寸越大、淹没在水中的深度越深、它们之间的距离越长,它抗摇动的能力就越强。

那是不是抗摇动的能力越强,性能就越好?当然是否定的。如果它抗摇动的能力太强,就会和波浪力产生一个共振,这样会造成剧烈的运动,导致结构损坏。

因此,我们既要让它具备比较优秀的抗摇动能力,又不能强到与波浪力发生共振。经过团队的辛勤工作和奋斗,我们最终定格了漂浮式基础的形状,就和图中所示的一样。

设计好了浮体,下面我们要设计这几条大绳子,也就是锚泊系统。漂浮式风电到底需要什么样的大绳子?答案是“软硬适中”。

这条大绳子就像弹簧一样约束着我们的浮体运动,如果它太硬了,相当于没有弹簧卸力的作用,它还是容易受到破坏。

那把这条大绳子变得软一点,是不是就没有问题了?也不是,它的水平方向可能会和波浪力发生共振运动。

所以我们要把它变得更软一点。但是变得更软,也会产生一个问题:绳子越软,平台被吹出去漂移的距离就越远,这样电缆可能就会被破坏了。所以电缆也是控制绳子能有多软的关键因素。我们既要保证整体的绳子足够软,又不能让电缆被破坏,这就是设计大绳子的标准要求。

知道了标准要求后,我们要开始设计大绳子,首先要搞清楚它的机理。

虽然我们把它想象成一个弹簧,但它不是一个真正的弹簧,它是一个非常复杂的系统。绳子的长度、形状、布置方式,包括材质、重量、直径都对整体绳子的软硬有非常大的影响。

大家从右侧这幅图中可以看出,弹簧是线性的一条直线,然而大绳子是非常复杂的,是一直变化的一条曲线。那么这样复杂的系统,我们怎么样才能完成设计?实际上从全球范围来看,目前没有一个专业的商业软件能完成这项工作。

我们需要一位非常有经验的工程师,先选择一条大绳子,然后再不停地试错、改进,最后设计出来一个非常好的绳子。

而这些过程都是非常保密的,比如我们要向外国买一个大绳子的设计,他会给我们一个还不错的最后结果。中间是怎么调整的,为什么这么选,是没有人告诉我们的。

为了解决这个卡脖子的问题,我们专门研发了一个软件,它可以用计算机自动为我们寻找一个好的大绳子的设计方案。

这个软件可以直接输出绳子的长度、形状、布置方式;而且能确定绳子的材质、直径以及重量。这就完成了整个大绳子需要的一个设计。

“乘风破浪”的海上风电 已完成:70%

设计好了我们的大浮体和大绳子,下面要进行验证了。

为什么要进行验证?因为海上风电的建设成本非常高,风险也大。我们设计好之后,需要经过详细的验证,最终才能开工、施工和建造。

做实验的过程中,我们一定要严格考虑风和波浪的双重影响,为什么?

因为在波浪的作用下,平台就会开始摇晃,带动上面的风车也开始摇摆,这样风力就会产生一个比较复杂的变化。

风和波浪的联合耦合的影响,才能决定最终结构的安全,决定发电效率等一系列的问题。因此我们必须在模型试验的过程中,同时考虑风和波浪的双重影响。

模型试验是什么意思?就是把左图中那么大的大家伙,等比例缩小成实验室可以放下的这么小的小东西。当然缩尺的时候要参照一定的原则。

我们按照几何尺寸等比例缩小之后,会发现波浪力是准确地模拟了,但是风力由黏性力为主导,要遵循另一种等效的原则,否则风力就会产生一个变化。

如果我们直接按照几何尺寸等比例缩小,就会形成图中红色的曲线。但实际上我们最终要求的是上边黑色的实线,它们差距还是很大的。

因此,我们提出了一种新的实验室尺度的风机叶片的模型设计方法。通过这套方法,我们可以确保叶片的推力在全风速中,或者说在每一个风速的阶段都能够符合目标值,做到风的推力相似。可以说,这项技术在目前的世界范围内都是比较先进的。

设计好了,我们要开始实验了。上图展示的是我们做模型缩尺实验的一个日常发电的实验。

大家可以看到,风车这个时候是在不停旋转的,而整体平台的运动状态非常稳定。这就是真实的海域中,我们的风机平台在正常发电时的运动状态。

这个实验是我们模拟台风来袭时整体平台运动的状态,大家可以看到,这个时候风车已经停止了转动。

为什么会这样呢?因为如果在台风高强风速的情况下,风车还在旋转,就会有一个巨大的风推力,对发电机、整体结构和大绳子都会产生巨大的冲击,带来结构的安全问题。

因此在台风工况下,我们会停止旋转,把风车锁定。大家可以看到,这时大绳子和整个浮体的运动会变得更加剧烈。

经过模型试验,我们验证了之前设计的浮体、大绳子、整套系统都是没有问题的。那么接下来,我们就要进入施工建设的环节中,一起来看一下施工中的视频片段。

首先,我们把浮体的各个分段进行吊装和搭载,组成一个完整的浮体。组装完成之后,就要进行拖航,我们要把组装好的浮体滚装拖到半潜船上。接着,船驶入较深的水域,半潜船下沉,让浮体浮在水面上。然后利用拖船把浮体拖到和风车连接的码头。

浮体到达吊装的码头后,便要组装大风车。紧接着就要吊装塔筒,塔筒吊装完毕,我们要把风车连接到塔筒之上。浮体、塔筒和风车连接到一体之后,再把它们一体化拖航到我们海上风电厂的就位位置。

到达就位位置之后,要做的是把我们原来设计好的、已经加工好的、在位的大绳子连接到浮体之上。就位安装就是把大绳子连接到浮体的过程。

最终,2021年12月,全球首台抗台风型海上风力发电系统装备“三峡引领”号成功地并网发电了,单台机组每小时满发电量可以达到5500度,每年可为3万户家庭提供绿色的清洁能源。

未来单个海上漂浮式风电场的规模可能到300-500兆瓦,每小时满发电量可以达到30-50万度,每年可为150-300万户家庭提供绿色的清洁能源。

广东是用电大省,它的电能很多来自于西电东送。如果未来可以大规模地建设海上漂浮式风电场,我想这可能在很大程度上解决广东用电依赖的难题和窘境,同时也为祖国的碳中和、实现双碳目标提供一些助力和支持。

回首这几年的工作,在整个项目团队的精诚合作和团结努力下,我们完成了中国首台漂浮式风力发电系统装备的研制和应用示范,同时这也是全球首台抗台风型机组,我们把不可能变成了可能。

希望大家都积极投身海上风电事业,都有把不可能变成可能的勇气。

佛前十种供养

◎ 宣化上人

这供养呢,以前讲过很多,现在把它再讲多一点。这供养,有十种的供养。十种供养都是什么呢?

第一就是香。我们供佛的那个香,要买最好的那个香、最值钱的那个香,不要买那一种香,是几乎,人家要把它丢到垃圾箩里,丢到那个 garbage ,你把它捡来,来供佛,这是不够诚心的。要用最好的那个香,在佛教里讲这个牛头栴檀。这个牛头栴檀香,烧上可以香四十里。讲《楞严经》我讲过,那个四十里。一点着,就四十里地以内都香。那种的香,那一铢──一铢就是很少的分量──就价值连城。所以那种香是最够诚心的。

你看那个婆罗门女,讲《地藏经》,她为什么把她的家宅都卖了,把她的房子都卖了?就去广求供养,广求供具,去供养觉华定自在王如来。她为什么卖房子呢?就因为,她要拿出她真正的诚心来,所以把自己的房子都卖了;宁可没有地方住,去到外边去露营,也要来供佛。所以这是一种真心。

第二种,用什么来供佛呢?要用这个花。花,就是种种的那个花。好花好香。总而言之,你用多一点钱买花来供养佛,你的功德就多一点;你不要说是,我欢喜吃好东西,我就舍得钱去买,买,尽量来吃。然后供佛,一个仙(cent,一分钱),我也不舍得了。在那个 garbage 捡一点人家丢到垃圾里头那个花来供佛,这是不够诚心的。这第二种是花。

那么供香有什么好处呢?供香,你那个身体等到来世,就放香,有一种香气在你身上。你看!释迦牟尼佛口里也放香,身上毛孔也都放香。他身上没有臭气。你为什么身上有一股臭狐气?臭得不得了!离得三五 mile(英里)都可以闻得到你这一股臭气。为什么呢?你说?我说这个话,你笑,真的!你看警察那个狼狗!你离多少 mile(英里),它一闻你这个味,它就知道了,这个人在这个地方,它就会找去。你不要以为三五 mile(英里),这是远了,这不远的。那个警犬,都可以找得到的,都可以找得见。

那么身上会放香气,你用香来供佛。这也不是说,哦!我用点香来供佛,我求着来生我有香气,不是的。你也不要求,不要希望,自然就有的。你的功德到了,你身上就会放香;你功德不到,你就求香,也只有臭气。你看天人,他为什么身上放香呢?天上的人都有香气的。他就因为,在前生用香来供佛。

那么花呢?用花来供佛,那更好了。有什么好处呢?你来生那个相貌,美满、圆满,那个相貌,非常的美丽、非常的好看,所谓人见人爱,谁看见你谁就喜爱。你要是男人呢,就招得一大帮女人欢喜你;你要是女人哪,就引起一大帮男人来跟着你。说,那更麻烦了!我不希望有这么多麻烦。你要不希望,那更好!你看!释迦牟尼佛相貌那么圆满,也就是因为宿生他用香、花,来供佛,所以相貌圆满。那么你要不愿意相貌圆满,怕这个麻烦,那你可以变成那个菩提达摩。你看,菩提达摩,胡子邋遢的,那个相貌很丑陋的,也可以的。不过那随你的心意,你欢喜怎么样就怎么样。第二就是花。

第三呢,是什么呢?是灯。你在佛前点灯,来生的眼目就明。眼目就明亮,人家看不见的东西,你也可以看得见;人家不知道的事情,你也可以知道。你就会得到天眼通。得到佛眼、法眼、慧眼,得到这个智慧眼、肉眼、天眼,得到这个五眼。

为什么你会有这五眼?就因为你佛前点灯来着。佛前点灯,你这个肉眼也明亮,五眼也会能开的,会开五眼。所以你这个人,说:他有佛眼,我怎么没有呢?哈!你佛前连一滴油也不舍,一对蜡烛你都不买,也不供养佛,那当然你是没有五眼了嘛!你要想有五眼,就赶快地买那个最好的香油,来在佛前点灯供佛,这就会得到这个五眼六通。你看这功德多妙啊!这第三,用这个灯来供佛。

第四是什么呢?第四,就是璎珞。这璎珞,以前讲那个璎珞珠啊,这个璎珞就是美丽的珠就是了,最值钱的这个珠宝。拿到佛前来供养,供养佛,用这个珠宝,这叫璎珞。这第四,用璎珞珠来供佛。

第五呢,用宝盖。宝盖,有那个幢幡、宝盖。宝盖在空中,像中国那红罗伞,古来做官的顶上不打一把好像伞似的?这个叫宝盖,这宝盖来供佛。这第五。

第六是什么呢?用这个幢幡。幢幡,就好像这木头对联,这都属于幡之类的;属于幡,这叫幢幡。幢,就是大梵天王那个网罗幢,是一个圆筒形做的,那么一个用珠宝镶上的,也在悬挂到佛前来供养佛,这叫幢幡、宝盖,第七。

第八是什么呢?第八......(弟子:幢幡是两个东西?)是两个东西。第八是什么呢?你不要担心,我没有忘。我现在不是问你;我是告诉你。第八是衣服,是你所有的衣服,最好的那个衣服,做好了,你不要先穿,你要先拿来供供佛。供佛?佛穿你的衣服吗?佛不穿你的衣服,但是这一种表示敬意。这衣服。

我现在算一算还有多少:第一是香,第二是花,第三是灯,第四璎珞,第五是这个宝盖,第六是幢幡,第七是衣服。我觉得这个什么,第七是衣服。

第八呢,是果食。这种水果,饮食,你吃的东西,都应该供供佛,不应该没有供佛,自己就先吃了。这第八,这果食都要先供佛的。所以我们在以后,所有的居士都记得,在佛堂,或者庙上吃东西,在出家人没有吃的时候,自己不可以先吃的。因为必须要僧人先吃,一起吃,才可以吃的。因为过去我看见,有几个居士到这儿,也不管三七二十一,连佛也没有供呢,拿起来东西就吃。在庙上,不可以这样子的!必须要先供过佛。

我们因为是信佛的,信佛就要恭敬佛;恭敬佛就要恭敬法;恭敬法就要恭敬僧。所以在出家人没有吃东西的时候,这自己不要吃。除非有特别情形,这个出家人或者没有时间,或者说,你们可以先吃吧!这样子呢,就可以先吃。那么这一切一切佛法,都有一个法在里边的,不可以太随便了。这是第八,用这个果食来供佛。

第九是什么呢?用音乐。有人说,是不是 piano(钢琴)?也差不多。不过我们这个音乐就是,敲木鱼,敲鼓,敲钟,或者敲引磬,唱赞,这就叫音乐。以音乐来供养佛。

第十是什么?第十是最简单,什么也不必费,就这么合掌;这合掌供养。第十是合掌供养。

你们记得这个供养有这十种。第一是香。第二是花。第三是灯。第四璎珞。第五宝盖。第六幢幡。第七衣服。第八果食。第九音乐。第十合掌作礼。这十种的供养。

【编注】恭录自《金剛般若波羅蜜經淺釋》(宣化上人講述)

离婚前,会有个“脑疯期”。
在这个阶段,他一心只想赶快离婚,#情感心理解析#


一句话都不想和你说,直接无视你的存在,拒绝和你沟通交流,甚至有些人连财产都不想跟你争,净身出户也愿意,
一心只想离开你,这会让你很绝望。

感情到了这个地步,难道只能离婚了吗?

并不是。

这个阶段最难的是你会看不到希望,会被对方的特别冷漠的态度所吓退,于是丧失了信心。
你不想离婚,也想解决问题,你会去尝试沟通交流,但你努力了一次、两次、三次,他都抗拒和你说话,态度依然是决绝又冷漠,就会陷入到无助的状态里,觉得这段婚姻再也难以挽救。

其实,一个人会进入“离婚脑疯期”,有2种可能:

1.TA出轨了,觉得外面的人才是真爱。

这类情况下,出轨的人会觉得终于遇到懂自己的真爱,会想要不顾孩子、家庭、父母、伴侣的反对,毅然决然的离婚去找外面的“真爱”。这时,TA的逻辑是“我是为了真爱才离婚,虽然会对不起原配伴侣,但我也是为了追求人生的幸福,所以这么做没错”。

在这种动机的驱动下,TA会屏蔽一切反对、阻碍的声音,根本看不见、听不见你说的话。遇到这种情况,原配除了生气,还会产生巨大的“屈辱感”,进而自我攻击、否定自己的价值。因为她们会从伴侣连财产孩子家庭都不想要、不顾一切也要离开自己的行为中,感受到自己被抛弃、会觉得自己没用。

遇到这种情况,千万不要自我攻击,一方面要用理性去思考,先保障自己的利益,不让自己的恶财产得到损失。因为,一旦对方度过了不管不顾的离婚闹疯期,他会开始跟你争财产,既要钱又要离婚,如果应对不好,你甚至会面临人才两失的危机。

2.TA长期对婚姻不满,从失望到绝望了。

还有一种离婚脑疯期,双方没有出轨,没有第三者的插入,更没有不良嗜好,但对方也会不管不顾想要跟你离婚,拒绝和你有任何的接触,唯一想的就是切断和你的关系。

因为,对方对这段婚姻失望透顶了。他在之前的相处里,无数次谈到对你的不满,无数次表达自己内心的需求话渴望,但都被你忽视了,甚至就连他提出离婚,他希望你听到后想的是“他为什么要离婚,难道是在这段感情里不快乐,我忽视了他的需求吗?”,可你的第一反应却是“你凭什么离婚,难怪孩子也不要了!”

他会想,我都提出离婚这种大事了,你还是没有注意到我的需求,依然在责备我,甚至想用孩子对我道德绑架,于是,他会陷入更加绝望的状态。

在这个阶段,沟通是你们必须要做的事。但很多人的沟通方式是错的,比如谈自己付出了多少、谈对方不负责任、谈自己会改变,等等。因为你太害怕这段婚姻真的破裂,所以要么愤怒、要么委屈,就会委曲求全或是大发脾气,想要以此让对方不离开你。

但是,他需要的不是这些。

他想要的是自己被看到、被重视,是你用你的真诚唤醒他的真诚,是彼此能重视这段婚姻,真正从珍惜彼此的角度去看到感情为什么到了这一步,再次唤醒彼此对于对方、对于家庭的爱。你需要用柔软但坚定的态度,去和对方真诚地去交流。

所以,你在交流之前,要做几点准备:
第一,需要看到对方的情感诉求,真正深入理解伴侣的心理,了解他渴望什么,而不是一味地指责或自说自话感动自己。
第二,你需要真正看到彼此感情出了什么问题,谈未来,谈以后怎么处理感情的问题,带着你真正的反思意识、对感情的珍视以及解决方案去谈,而不是抱着要对方不离开你的目的去谈。
第三,你需要处理好你的情绪,不要过于愤怒或过于迷茫,不然你们的交谈会变成你讨好他或者你发脾气,无法真正有效的交流。


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