山東華特拓疆領(lǐng)跑海洋波浪能發(fā)電
山東華特拓疆領(lǐng)跑海洋波浪能發(fā)電
茫茫大海里蘊(yùn)含著巨大的能量，波浪能就是其中一種。
11月1日，在煙臺(tái)砣磯島海域漂浮工作了388天后， 一個(gè)高26米、重100噸，貌似煙囪的“大家伙”被正?；厥詹⑦\(yùn)回龍口港，它的學(xué)名是漂浮式波浪能獨(dú)立電力系統(tǒng)。這是山東國(guó)投旗下山東華特拓疆智能裝備有限公司劉延俊技術(shù)團(tuán)隊(duì)的科研成果，經(jīng)過(guò)多年的耕耘，其波浪能整體發(fā)電技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，而其自主研發(fā)的海況自適應(yīng)海浪發(fā)電技術(shù)，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
為波浪能發(fā)電?“就是通過(guò)捕能裝置將波浪的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，然后通過(guò)液壓、氣壓傳動(dòng)方式轉(zhuǎn)變成壓力能，最后將壓力能通過(guò)液壓馬達(dá)、氣動(dòng)透平驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)從壓力能到電能的轉(zhuǎn)化過(guò)程?！眲⒀涌?duì)記者說(shuō)，“此次在砣磯島實(shí)現(xiàn)了分布式能源的并網(wǎng)發(fā)電，驗(yàn)證該波浪能發(fā)電裝備運(yùn)行效果良好。
波浪能發(fā)電前景廣闊
海洋是綠色能源的寶庫(kù)，波浪能在廣袤的海洋中無(wú)處不在，取之不 盡，用之不完，被認(rèn)為是最具前途的海洋能源之一。據(jù)專家測(cè)算，全球有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的波浪能開(kāi)采量估計(jì)為1—10億千瓦。中國(guó)波浪能的理論儲(chǔ)量為7000萬(wàn)千瓦左右。山東半 島 坐擁全國(guó)1/6海岸線，海域面積16萬(wàn)平方公里，山東擁有多元化的海洋產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，因此波浪能捕獲利用前景廣闊。
近年來(lái)，山東國(guó)投公司聚焦綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展，大力發(fā)展清潔能源。山東國(guó)投黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)欒健曾多次強(qiáng)調(diào)：“新能源板塊要緊跟國(guó)家政策及發(fā)展趨勢(shì)，加快推動(dòng)智慧能源、波浪能發(fā)電、新型儲(chǔ)能等新興產(chǎn)業(yè)與未來(lái)產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。
11月13日，記者走進(jìn)位于濟(jì)南中德產(chǎn)業(yè)園的山東華特拓疆智能裝備有限公司，此時(shí)劉延俊正在接待好幾波客戶，忙得不亦樂(lè)乎。
劉延俊，山東大學(xué)二級(jí)教授，中國(guó)海洋工程咨詢協(xié)會(huì)(海洋可再生能源分會(huì)、深海技術(shù)與工程分會(huì)、未來(lái)海洋聯(lián)盟海洋技術(shù)分會(huì))常務(wù)理事，中國(guó)海洋發(fā)展研究會(huì)深?？茖W(xué)與技術(shù)分會(huì)常務(wù)理事，山東機(jī)械工程學(xué)會(huì)液壓氣動(dòng)專業(yè)委員會(huì)副主任委員等，是海洋工程裝備領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物。數(shù)據(jù)顯示，劉延俊主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、山東省重大創(chuàng)新工程項(xiàng)目等國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科研課題20余項(xiàng)，發(fā)表論文140余篇，出版專著8部、教材12部，獲國(guó)家發(fā)明專利50余項(xiàng)，獲省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)10余項(xiàng)。
據(jù)介紹，公司與高校深度融合技 術(shù)團(tuán)隊(duì)，共建了山東大學(xué)-華特拓疆海 洋裝備研究院，其中博士學(xué)歷人員15 人，高級(jí)職稱人員4人，技術(shù)實(shí)力雄厚。 公司累計(jì)申報(bào)專利6項(xiàng)，與中國(guó)海洋大 學(xué)、國(guó)家海洋局第一海洋研究所、國(guó)家 深?；毓芾碇行?、國(guó)家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì) 量中心、中國(guó)大洋協(xié)會(huì)、中國(guó)海洋工程咨詢協(xié)會(huì)等單位建立合作關(guān)系，核心技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
從英國(guó)威爾士西南部的彭布魯克郡到日本沖繩縣的久米島，目前，世界上有少數(shù)國(guó)家也在研究波浪能發(fā)電，最終目標(biāo)是低于傳統(tǒng)化石能源發(fā)電的成本水平。 一些特殊用途的小功率波浪能發(fā)電，已在導(dǎo)航燈浮標(biāo)、海上作業(yè)平臺(tái)、海洋牧場(chǎng)、燈塔等上獲得推廣應(yīng)用。在邊遠(yuǎn)海島，小型波浪 能發(fā)電已可與柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)。劉延俊認(rèn)為，在中國(guó)，波浪能發(fā)電如能結(jié)合現(xiàn)有海上風(fēng)電或者光伏發(fā)電裝置，實(shí)施并網(wǎng)，其商業(yè)價(jià)值則能更快地釋放出來(lái)。
取自大海，用在海上
海洋中貯存著140億億噸的海水，其蘊(yùn)藏的能源量不可估量。相較于風(fēng)能和太陽(yáng)能，波浪能的技術(shù)雖然起步晚，但其能量密度高，據(jù)測(cè)算是風(fēng)能的4—30倍。同時(shí)，它還不會(huì)像太陽(yáng)能一樣，容易受到天氣的影響，因此可以說(shuō)波浪能有諸多優(yōu)點(diǎn)。
2003年，全球首座海浪發(fā)電試驗(yàn)場(chǎng)在蘇格蘭奧克尼群島建立，即著名的“海蛇”波浪發(fā)電裝置。在它的連接單元中設(shè)置兩個(gè)液壓缸，它會(huì)隨著海浪的上下起伏，從而發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)液壓缸內(nèi)的活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以此來(lái)驅(qū)使發(fā)電機(jī)發(fā)電。緊接著，發(fā)出的電力會(huì)通過(guò)一根海底電纜輸送到岸上，并入電網(wǎng)，最終出售給消費(fèi)者。
此次在砣磯島測(cè)試的發(fā)電設(shè)備采用的是“振蕩浮子式”設(shè)計(jì)，原理類(lèi)似，而效果更強(qiáng)。這是劉延俊技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的四種波浪能捕獲設(shè)備之一， 工作原理可以歸納為多次能量轉(zhuǎn)化。
發(fā)電全靠浪，風(fēng)浪越大發(fā)電越多。山東半島附近海域具有豐富的波浪能資源，不同海域波浪能大小不同，自西北向東南方向遞減，春夏秋冬強(qiáng)度各不相同。冬季波浪能最大，此次布放的設(shè)備運(yùn)行超過(guò)一年，就是為了收集四季海洋波浪能發(fā)電數(shù)據(jù)，
這對(duì)將來(lái)大規(guī)模陣列式布放很有必要?！霸O(shè)備裝機(jī)功率110千瓦，在砣磯島海域的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，平均發(fā)電效率達(dá)到20%以上。”劉延俊說(shuō)。
“整個(gè)系統(tǒng)我們采用了四錨鏈結(jié)構(gòu)，多增加一個(gè)阻尼盤(pán)的這種用法，海浪發(fā)電是靠著相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)工作的，增加阻尼盤(pán)后，主浮體的移動(dòng)量大幅度減小，同時(shí)也減少對(duì)錨鏈的受力， 這樣一來(lái)相對(duì)它的相對(duì)運(yùn)動(dòng)大了，提高了波浪發(fā)電效率?！眲⒀涌〗榻B，“振蕩浮子式波浪能發(fā)電設(shè)備如今已經(jīng)更新到第三代，前兩代產(chǎn)品發(fā)電效率為18%,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，第三代產(chǎn)品超過(guò)20%?！?/span>
此外，捕獲波浪能要對(duì)付海洋附著物的侵?jǐn)_，設(shè)備要足夠堅(jiān)固，才能在狂風(fēng)巨浪中生存下來(lái)。而為了破解波浪的不穩(wěn)定性，技術(shù)團(tuán)隊(duì)特別研發(fā)出一種蓄能器?！袄锩嬗袣饽遥瑲饽覊嚎s等于能量?jī)?chǔ)存，氣囊回彈等于能量釋放。”劉延俊說(shuō)，“削峰填谷的作用就是當(dāng)大浪多的時(shí)候多吸收一點(diǎn)，小浪多的時(shí)候把吸收的放出來(lái)，這樣一來(lái)，發(fā)電曲線就趨于平穩(wěn)了?！弊鳛槭┕し?，山東五盛海洋工程公司總經(jīng)理?xiàng)罾镉赂嬖V記者，“一年多來(lái)經(jīng)歷兩 次12級(jí)風(fēng)浪，裝備經(jīng)受住了檢驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期的效果?！?/span>
探訪海洋能發(fā)電的“黑科技”
海洋能發(fā)電的魅力在于“就地取能，海能海用”。在山東華特拓疆的視線里，有利用波浪運(yùn)動(dòng)的波浪發(fā)電、 利用潮漲潮落來(lái)推動(dòng)渦輪機(jī)等的潮汐發(fā)電、利用海面附近和海中的水溫差來(lái)產(chǎn)生蒸汽的海洋溫差發(fā)電、利用海流來(lái)推動(dòng) 渦輪機(jī)的海流發(fā)電等的設(shè)備正在 推進(jìn)。
走在山東華特拓疆巨大的生產(chǎn)車(chē)間里，記者邊走邊看，劉延俊在一旁介紹，近幾年，山東華特拓疆先后取得多項(xiàng)科研成果，如海洋溫差能發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)研發(fā)，基于錨泊浮臺(tái)的波浪能和潮流能互補(bǔ)儀器設(shè)備供電系統(tǒng)，可長(zhǎng)效自主運(yùn)維的智能深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖平臺(tái)與漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)技術(shù)合作中的波浪能供電模塊研發(fā)，深遠(yuǎn)海網(wǎng)箱養(yǎng)殖支撐平臺(tái)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究，應(yīng)用于河流水動(dòng)力發(fā)電、用于臨時(shí)應(yīng)急舟橋供電。在適于中國(guó)海域的漂浮內(nèi)轉(zhuǎn)子式波浪能發(fā)電裝備項(xiàng)目中，山東華特拓疆承擔(dān)適應(yīng)復(fù)雜海況的高效穩(wěn)定波浪能發(fā)電與集成應(yīng)用技術(shù)研究等。
“以海洋新能源為基礎(chǔ)，以新能源綜合利用為主業(yè)，山東華特拓疆完美契合國(guó)家‘經(jīng)略海洋’及‘雙碳’戰(zhàn) 略，為‘海洋經(jīng)濟(jì)'與‘海洋國(guó)防’事業(yè) 開(kāi)疆拓土?！眲⒀涌∫贿呑?，一邊向記者解釋“拓疆”的含義。發(fā)揮海洋優(yōu)勢(shì)，普及海洋能源發(fā)電，降低對(duì)化石燃料的依賴程度。如今，日漸成熟的波浪能發(fā)電已發(fā)展成為一條新的賽道，而山東華特拓疆無(wú)疑是這場(chǎng)比賽的領(lǐng)跑者。
責(zé) 任 編 輯 狄 凱
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