
在全球能源轉(zhuǎn)型的大趨勢下,風(fēng)能作為清潔能源的典型代表,正從陸地向遼闊的海洋進(jìn)軍。浙江省沿海星羅棋布的島嶼間,蘊藏著豐富的風(fēng)能資源,然而,深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)卻面臨著兩大難題:高昂的投資成本與復(fù)雜的海洋環(huán)境。那么,如何精準(zhǔn)評估風(fēng)能資源?又該如何有效規(guī)避臺風(fēng)、大霧等氣象風(fēng)險?答案就藏在氣象科技的創(chuàng)新成果之中。
開發(fā)海上風(fēng)電,首要任務(wù)是準(zhǔn)確掌握風(fēng)能資源的分布情況。浙江省氣候中心利用多種衛(wèi)星觀測技術(shù),為海上風(fēng)能開發(fā)提供了堅實的數(shù)據(jù)支撐。

這些衛(wèi)星宛如高空的風(fēng)能探測器,各自通過獨特的技術(shù)手段測量海面風(fēng)力。例如,散射計通過測量海面粗糙度來推算風(fēng)速,輻射計通過接收海面輻射信號獲取氣象數(shù)據(jù),合成孔徑雷達(dá)(SAR)則能穿透云層,實現(xiàn)全天候觀測。
科研人員通過分析整合衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),建立了海上風(fēng)能資源遙感評估算法模型,并繪制了詳細(xì)的浙江省近海海上風(fēng)能分布圖。這些地圖精度極高,能夠清晰顯示百米范圍內(nèi)的風(fēng)力情況,諸如平均風(fēng)速、風(fēng)能密度等重要指標(biāo)。未來,科研人員還將利用我國自主研制的風(fēng)云三號E星WindRAD測風(fēng)雷達(dá)等風(fēng)云系列衛(wèi)星海面風(fēng)資料,建立多極化通道下的海面風(fēng)場反演模型。這些新技術(shù)能提供更立體的風(fēng)場信息,助力我們將風(fēng)電開發(fā)向深海區(qū)域拓展。


海上風(fēng)電開發(fā)面臨的最大挑戰(zhàn)之一,便是復(fù)雜多變的海洋氣象環(huán)境。為了更好地保障風(fēng)電項目安全運行,浙江省氣象部門在繪制出百米級精度的海上風(fēng)力分布圖的同時,針對深遠(yuǎn)海復(fù)雜天氣情況,研發(fā)了風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)和災(zāi)害預(yù)警體系,讓風(fēng)電機在風(fēng)浪中更“智能”地工作。
建設(shè)這些氣象保障設(shè)施并非易事。工作人員經(jīng)常要頂著烈日高溫,在偏遠(yuǎn)島嶼選址建站;有時還要頂著風(fēng)浪出海,在無人島上安裝觀測設(shè)備。正是這些默默付出的努力,才獲得了準(zhǔn)確可靠的氣象數(shù)據(jù)。
針對遠(yuǎn)海觀測難的問題,科研團隊想出了新辦法:把衛(wèi)星數(shù)據(jù)、計算機模擬和實地測量結(jié)合起來,如此一來,即便在沒有觀測設(shè)備的海域,也能夠獲得可靠的氣象信息。這些創(chuàng)新舉措,真正實現(xiàn)了氣象服務(wù)對風(fēng)電開發(fā)各個環(huán)節(jié)的全面覆蓋。
在風(fēng)電項目開發(fā)的不同階段,氣象技術(shù)均發(fā)揮著關(guān)鍵作用。項目選址時,精確的風(fēng)能資源評估能夠有效避免投資失誤;施工建設(shè)階段,準(zhǔn)確的天氣預(yù)報有助于把握最佳作業(yè)時機;投入運營后,實時的風(fēng)功率預(yù)測則讓電網(wǎng)調(diào)度更加高效。這些技術(shù)的進(jìn)步,大大降低了海上風(fēng)電的開發(fā)風(fēng)險,顯著提高了整體效益。
未來,浙江省計劃在11個地級市各建一座風(fēng)能觀測站和太陽能觀測站,就像在陸地上撒下一張密集的探測網(wǎng)。同時,從近海到深遠(yuǎn)海區(qū)域也將布局先進(jìn)觀測設(shè)備,并借助衛(wèi)星遙感技術(shù)(如風(fēng)云氣象衛(wèi)星)實時捕捉海上風(fēng)力、陽光強度等數(shù)據(jù)。這套“陸海空立體網(wǎng)”,能精準(zhǔn)測量每一片土地、每一寸海域的風(fēng)光“潛力值”,助力初步構(gòu)建起覆蓋陸上、近海、深遠(yuǎn)海區(qū)域的風(fēng)能、太陽能輻射等觀測要素的先進(jìn)觀測網(wǎng)絡(luò),形成浙江省高精度風(fēng)光資源圖譜與可開發(fā)量數(shù)據(jù)庫。
隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用,海上風(fēng)電的氣象服務(wù)將更加精準(zhǔn)。目前,浙江省正在籌建專門的海上風(fēng)電氣象服務(wù)中心,以進(jìn)一步提升氣象服務(wù)技術(shù)水平。該中心將整合衛(wèi)星、雷達(dá)、無人機等多種觀測手段,搭建更完善的數(shù)據(jù)庫和預(yù)測模型。
海上風(fēng)電的蓬勃發(fā)展不僅優(yōu)化了我國的能源結(jié)構(gòu),更體現(xiàn)了人與自然和諧共生的理念。從衛(wèi)星圖譜到智能預(yù)報,從近海試點到深遠(yuǎn)海開發(fā),氣象科技正在以創(chuàng)新力量重塑著海上風(fēng)電的發(fā)展藍(lán)圖。
(注:簡菊芳﹝浙江省氣象服務(wù)中心﹞、任律﹝浙江省氣候中心﹞對本文亦有貢獻(xiàn))
(責(zé)任編輯 / 段雯娟" 美術(shù)編輯 / 周游)