“‘海院1号’波浪发电装置利用海浪发电，是一种无任何污染的绿色清洁能源利用方式。未来，‘海院1号’可以为海岛居民提供生活用电，可以为海洋网箱养殖提供生产用电，可以为我国海岛国防提供用电及侦查哨所···”近日，由浙江海洋学院研制的“海院1号”恶劣海况下自保护式高效稳定波浪发电装置成功实现稳定发电，海院1号”项目负责人、浙江海洋学院李德堂教授向记者描绘出一幅幅未来“海院1号”的应用场景。 

                  鼎立蓝海，“海院1号”掘取海洋绿色能源 

浙江海洋学院10KW自保护式波浪发电装置成功实现稳定发电 

  夜幕已降，记者随同考察专家来到“海院1号”波浪发电装置所在的舟山市朱家尖东沙海域。据“海院1号”项目负责人、浙江海洋学院李德堂教授介绍说，之所以选择晚上考察，主要是由于这段时间正好是舟山涨潮的时段，海浪较大，发电效果较好。 

  “看，那就是‘海院1号’发出来的灯光”，顺着李德堂手指的方向，记者看到在黑蒙蒙的海面上，有一架类似海上石油钻井平台的装置矗立在海潮中，装置上发出的灯光在黑夜中显得熠熠生辉。 

   李德堂告诉记者，“海院1号”波浪发电装置总装机容量为10KW，主要由自升式支撑平台、波浪能收集系统、液压系统、电力输出系统组成。其发电过程为波浪推动波浪能收集系统沿自升式升降平台的桩柱做上下垂荡运动，随之带动液压系统工作并将能量传递给发电机最终产生电能，并通过电力输出系统输出稳定可用的电能。 

  “虽然总装机容量无论在国际还是在国内都不算大，但是我们研发的思路是通过数量来获得足够的电能，这也是根据我国近海岸能流密度相对较小来设计的”李德堂接着说，“即便是这样，海院1号依然能在波浪较小的条件下，实现连续发电”。 

  “但是毕竟真实的波浪存在不规则性，有时高有时低，如何保证发电的稳定性呢”记者问。“我们研发了电力输出稳定控制系统很好地解决了电力输出稳定性问题。通过改变液压系统中的节流阀的开度，从而改变液压油流量并保持发电机的转速稳定，最终使电压保持在一个稳定的范围内。同时还可以根据发电量的多少切入和切出用电负载量，从而达到一个平衡状态；此外，平台安装了蓄能装置，能够把发电量强的时候的多余电量存储起来，发电量小时再进行供电”李德堂说，“经过测试，‘海院1号’发电电压基本稳定,能够满足一般民用照明设备的用电要求”。 

   据记者了解，全球可利用的波浪能达到20亿千瓦，相当于目前世界发电量的2倍，因此各海洋大国都在加紧研制高效可靠的波浪能发电装置，开发和利用这种无污染的绿色清洁能源，其中以美、日、英、挪威等国为代表，研究了各式波浪发电装置。我国是海洋大国，据估计，我国波浪能可开发的资源量约为1300万千瓦，大致相当于目前我国发电量的1/4.随着近年来我国能源供应的日趋紧张以及环境保护形势日益严峻，国内众多科研院所、大专院校也纷纷投入到研究和开发波浪能技术领域中来，浙江海洋学院李德堂教授和他的研究团队研发的“海院1号”波浪发电装置显然已经走在了我国波浪能技术研究领域的前列。 

   抗风浪、易维护、适应性强 

   目前，世界上研究波浪发电面临的最大的一个挑战就是海洋恶劣的气候环境，主要是风暴潮、天文潮等极端恶劣天气，以及海水腐蚀和海洋生物腐蚀。恶劣的海洋气候环境很容易造成对波浪发电装置的损毁或导致其无法正常工作，这也是波浪能虽然储量巨大，但一直无法实现实用化的主要原因，也令众多想要研究和开发利用波浪能的国家或企业望而却步。那么，李德堂和他的研究团队是如何解决这个世界性难题的呢？ 

   国外正在研发将自升式平台技术引入到波浪发电中，而且自升式平台技术已经是比较成熟的技术，其良好的适应性、可移动性、作业稳定性和定位能力，已经广泛应用于海洋石油开采和能源勘探中。在中石化、中海油李德堂曾主持参与了多座海洋平台升降系统的设计与调试，凭借这一优势，将自升式平台技术引入到自己的“海院1号”发电装置中来，这就是为什么记者第一眼看到“海院1号”的时候首先联想到的就是海洋石油钻探平台的原因了。 

   同时，李德堂和他的团队通过对浮筒及传动系统进行结构优化设计，研发了一套潮位潮差变化自适应随动技术。其设计原理是将浮筒固定在自动升降平台的桩柱上，只允许其随波浪上下运动，而且浮筒可提升至海面之上一定高度，并与平台主体固定。这项设计既完美的解决了浮筒不再随潮差变化需要频繁调整，当遇到台风、天文潮等极端恶劣天气时又可有效保护浮筒安全。此外，他们还创新了一套群组液压油缸取能技术，既实现了波浪能——液压能——电能的高效转化，也实现了主要发电传动系统均与海水隔离，既消除了海水腐蚀和海洋生物侵蚀，并利于发电装置的维修和保养。 

  “海院1号”的安全设计标准是最大作业水深5米，设计波高3米，风速36.9m/s，相当于能够抗击12级强台风。自2013年4月6日“海院1号”就位舟山朱家尖东沙海域发电至今，经历了3次强台风，分别是“海葵”、“潭美”和“菲特”，特别是台风“海葵”带来超过3米的大浪，我国有史以来最强台风“菲特”带来10-12级大风和强降雨。“‘海院1号’经受住了考验，装置没有受到破坏，这是‘海院1号’最大的成功！”提及此事，李德堂依然掩饰不住自己内心的激动。 

   仅仅迈出一小步 

  经过测算，“海院1号”的能量转化效率达到16.4%，实现海上无故障运行2150小时以上。尽管这些数据指标有待进一步的论证、测试和提高，“海院1号”的发电效果已经是能够看得见的了。 

 “海院1号”在电力输出稳定性、装置可靠性、发电效率、管理和维护成本方面均具备了相当大的优势。基于这些优势，“海院1号”正在向实际应用拓展。目前，浙江海洋学院不但与舟山市嵊泗海洋与渔业局达成合作协议，计划针对嵊泗花鸟岛丰富的波浪能资源进一步研发与实施“大功率波浪发电站”项目。而且项目成果也引起舟山水务集团领导的重视：“小浪、浅水、近岸三个弱势条件，能获得连续稳定的发电效果”，朱通永副局长带领翁益松站长亲自登上平台考察，对下一步的螺门新渔港波浪发电示范寄予了厚望，期盼“五水”共治的同时，让海洋清洁能源为渔民造福。 

  “‘海院1号’真正实现大规模的并网发电还有很长的路要走”李德堂对此有比较清醒的认识，“现在的成功仅仅是迈出的一小步”。 

  下一步李德堂和他的研发团队还将进一步改进“海院1号”的各项技术，如浮筒设计优化、液压系统改进、自升式平台结构改进、蓄能技术、并网发电技术等等，使之能够走向波浪更加丰富的海域，并能够真正实现商业应用。 

  “我们还可以利用自升式平台，实现风、浪、太阳能的立体联合发电，增加单位海域面积的发电量”李德堂说。 

   对于未来“海院1号”的商业应用，李德堂也有他自己的想法，“海院1号可以与海水网箱养殖结合起来，不仅可以为网箱养殖提供电力，还可以利用发电平台在网箱养殖外围筑起一道‘防波带’，减缓台风引发的巨浪对网箱的破坏力量，提高养殖生产率。 

   此外，“海院1号”还可以解决在远洋单井采油平台、海岛国防、边远海岛居民的用电问题。尽管“海院1号”从试验装置真正实现大规模商业应用还需要相当长的时间，还需要攻克许多技术问题，但李德堂和他的研发团队依然抱有很大的信心，“我想我们会一直坚持下去”李德堂告诉记者。