波浪也能發(fā)電 我國成功突破關(guān)鍵技術(shù)

　　日前，中國電科３８所最新研制的波浪發(fā)電裝置正式通過國家海洋局驗收。該裝置成功突破波浪能液壓轉(zhuǎn)換與控制裝置模塊及千伏級動力逆變器關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)波浪穩(wěn)定發(fā)電，且在小于０．５米浪高的波況下仍能頻繁蓄能。

 

　　業(yè)內(nèi)專家認為，這一關(guān)鍵技術(shù)的突破，為波浪穩(wěn)定發(fā)電乃至海洋能開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。隨著技術(shù)的進步，未來波浪發(fā)電有望在商業(yè)化道路上邁進一大步。

 

 

　　據(jù)了解，波浪發(fā)電是通過波浪能裝置將波浪能首先轉(zhuǎn)換為機械能（液壓能），然后再轉(zhuǎn)換成電能。我國擁有綿長的海岸線，洶涌起伏的海浪蘊藏著無盡的能量。數(shù)據(jù)顯示，我國波浪能的理論存儲量為７０００萬千瓦左右。

 

　　“波浪運動每秒鐘就能產(chǎn)生２０萬千瓦的能量。”國家可再生能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長張平表示，在能流密度高的地方，每１米海岸線外波浪的能流就能為２０個家庭提供照明需求。

 

　　當然，要實現(xiàn)波浪發(fā)電的開發(fā)利用離不開技術(shù)的支撐。為利用好這一天然能源“發(fā)動機”，中國電科３８所在我國海南島進行海浪發(fā)電試驗，歷經(jīng)３年技術(shù)攻堅，項目組通過不斷優(yōu)化和改進裝置模型，采用智能偵調(diào)綜合控制技術(shù)，提升了波能裝置的轉(zhuǎn)換效率，增強了吸能效果；首創(chuàng)的寬幅逆變穩(wěn)定技術(shù)，實現(xiàn)了海洋能千伏級逆變系統(tǒng)的高效轉(zhuǎn)換。近３個月的海上試驗表明，該發(fā)電裝置浮體擺動正常、吸波穩(wěn)定，飛輪蓄能均勻而連續(xù)，發(fā)電性能穩(wěn)定。

 

　　張平表示，該款波浪發(fā)電裝置使我國波浪發(fā)電的開發(fā)利用邁出了重要一步，將會加快我國海洋能的開發(fā)進程。

 

　　“該裝置通過驗收只是起點。”國家可再生能源中心研究員王仲穎表示，中國電科３８所最新研制的波浪發(fā)電裝置正式通過國家海洋局驗收，說明我國在波浪發(fā)電開發(fā)利用上取得技術(shù)突破，一旦技術(shù)成熟、成本降低，波浪發(fā)電將步入快速發(fā)展期。“未來，波浪發(fā)電開發(fā)利用的前景是毋庸置疑。”

 

　　事實上，為推動我國波浪發(fā)電的發(fā)展，早在今年１月，國家海洋局發(fā)布的《海洋可在再生能源發(fā)展十三五規(guī)劃》提出，要穩(wěn)步推進波浪能示范工程建設(shè)。進一步實施波浪能示范工程，建設(shè)總裝機容量５００千瓦波浪能示范工程；積極推進多種形式的單機５０千瓦以上波浪能發(fā)電裝置應(yīng)用，在波浪能試驗場等開展示范運行；開展小單機容量、多臺套波浪能陣列化發(fā)電場建設(shè)與示范，穩(wěn)步推進百千瓦級波浪能獨立供電示范工程及應(yīng)用，為近海島嶼提供能源解決方案。同時，波浪能總裝機規(guī)模突破１０００千瓦。

 

 

　　雖然政策大力支持波浪發(fā)電，但目前來看波浪發(fā)電開發(fā)利用的規(guī)模還很小。業(yè)內(nèi)專家分析認為，雖然中國電科３８所最新研制的波浪發(fā)電裝置在技術(shù)層面取得突破進展，但該裝置處在研發(fā)的前期階段，離大規(guī)模應(yīng)用尚有一段距離。我國波浪發(fā)電開發(fā)利用一直裹足不前的原因仍是缺乏核心技術(shù)。

 

　　事實上，從上世紀７０年代，我國就開始波浪發(fā)電技術(shù)的研究，先后出現(xiàn)多振蕩水柱型沿岸同定式波力電站、波力獨立發(fā)電系統(tǒng)、振蕩浮子渦輪波浪能發(fā)電裝置、１００千瓦鴨式波浪能發(fā)電裝置、１００千瓦鷹式波浪能發(fā)電裝置等。然而，如何保證波浪發(fā)電并網(wǎng)裝置的穩(wěn)定，提升技術(shù)、降低成本一直都是行業(yè)需要面對的命題。

 

　　王仲穎表示，盡管我國波浪發(fā)電研究已經(jīng)開展很長一段時間，其商用化方面的進程落后于潮汐能，原因在于缺少有效的能量采集技術(shù)，包括拾能體、浮標生產(chǎn)組件、波浪能量轉(zhuǎn)換器集成系統(tǒng)等。

 

　　“目前我國波浪發(fā)電主要采用鴨式、新型鷹式裝置，盡管取得了突破，但在技術(shù)、施工、后期維修等方面存在很大的缺陷。”張平表示，這些裝置不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換效率較低。從總體來說，我國波浪發(fā)電開發(fā)利用技術(shù)還不成熟。

 

　　張平進一步解釋道，我國波浪發(fā)電裝置狀態(tài)效率低，主要表現(xiàn)在兩大方面：一是風(fēng)向變化導(dǎo)致波浪不能抵達裝置；二是如遇到臺風(fēng)等不正常的風(fēng)浪容易造成發(fā)電量的大幅變化。

 

　　王仲穎還表示，海浪分為離岸和近岸兩種性質(zhì)截然不同、甚至是相反的海浪，且其大小、長短和位置從不重復(fù)。這也給波浪發(fā)電帶來了技術(shù)開發(fā)的難度。

 

　　值得一提的是，目前，我國主流的波浪發(fā)電機采用大型而笨重的電磁發(fā)電機。不管是在海床建塔支撐電磁發(fā)電機，還是把發(fā)電機固定在海床上，建設(shè)成本昂貴，且在技術(shù)上存在困難。更重要的是，波浪是海水的緩慢運動，方向不固定，導(dǎo)致電磁發(fā)電機的效率十分低下。因此，專家認為，波浪發(fā)電機技術(shù)研發(fā)仍有待提升。

 

 

　　在業(yè)內(nèi)專家看來，目前這些裝置存在技術(shù)瓶頸，降低波浪能采集裝置的能量效率，加之制造成本偏高，難以大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用。“只有不斷提高技術(shù)水平，降低成本，波浪發(fā)電開發(fā)利用才能指日可待。”

 

　　對此，王仲穎表示，首先，由于波浪發(fā)電技術(shù)復(fù)雜、成本高、投資回收期長，需要國家層面從政策、資金等方面支持系列波浪發(fā)電設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用。

 

　　其次，要通過加強產(chǎn)學(xué)研合作，加大拾能體、浮標生產(chǎn)組件、波浪能量轉(zhuǎn)換器集成系統(tǒng)、發(fā)電機等關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)力度，提高收集波浪能的能力和轉(zhuǎn)換效率。

 

　　張平還表示，由于波浪時大時小、很不確定，因此先將波浪能轉(zhuǎn)換成液壓能，再存入蓄能器，待能量達到一定程度，以最大開度驅(qū)動液壓發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，提高發(fā)電效率。

 

　　據(jù)悉，《海洋可再生能源發(fā)展十三五規(guī)劃》提出，開展波浪能裝備整機、能量捕獲、動力輸出、錨泊系統(tǒng)等技術(shù)優(yōu)化，重點開發(fā)５０－１００千瓦模塊化、系列化波浪能裝備。開展新一代波浪能發(fā)電技術(shù)研究，研制單機１００千瓦波浪能發(fā)電裝置，掌握高效能量俘獲系統(tǒng)及能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、惡劣海況下生產(chǎn)保障、錨泊等關(guān)鍵技術(shù)，提高系統(tǒng)的冗余度與安全性，為波浪能發(fā)電場建設(shè)提供有效支撐。

 

　　業(yè)內(nèi)專家，未來，只有政府、企業(yè)、研究院等方面通力合作，實現(xiàn)技術(shù)瓶頸的不斷突破，我國波浪發(fā)電開發(fā)利用才能成為可再生能源發(fā)展的藍海。（本報記者葉偉）