廣州能源所海洋波浪能發電技術取得突破

2020-11-26 中國科學院

    中科院廣州能源研究所在實施知識創新工程中，以國家戰略需求和國民經濟建設為價值取向，進一步凝練科技目標，大力加強「三性」研究，開展一系列的創新性科研工作。最近在海洋波浪能發電關鍵技術上取得重大突破，使研製的波能裝置能將海洋的隨機波浪能轉換為用戶可以直接使用的、穩定的電力。從而為大規模地利用海洋能開闢了新的途徑。
    21世紀是海洋的世紀。陸地上資源的日漸枯竭使人類的眼光轉向了大海。然而，開發海洋，需要適當的條件和環境，其中最基本的條件就是要擁有能源和淡水，這是人類生產、生活的基本要素。目前，海底採礦、海上石油勘探等生產活動以及海島守衛等所需的柴油和淡水都是靠船舶運輸來維持的，而周圍海裡豐富的波浪能和海水資源卻未能充分利用。
    海洋波浪能是一種取之不盡、用之不竭的可再生綠色能源。和其它可再生能源一樣，波浪能是解決人類面臨的能源和環境問題的有效手段之一。
    海洋佔有地球70%的面積。據世界能源委員會公布的數據，全球可利用的波能達到2 x 1012 W，相當於目前世界發電量的2倍。其中我國技術上可利用的沿岸波能約7 x 1010 W。波浪能的應用範圍廣泛，一旦技術成熟，完全有可能替代部分常規能源，有利於解決目前世界所面臨的能源緊缺及大氣中CO2含量上升及環境汙染問題；還可以大大降低海洋資源開發的成本；增強國防力量。因此波浪能的大規模利用具有重要的社會經濟意義，是波能利用研究的戰略目標。國內外海洋波浪能利用目前還處於小規模(最大裝機容量500kW)示範階段。現有的波能裝置只能將海洋的隨機波浪轉換成不穩定的電力，用戶無法直接使用。這嚴重地影響了海洋波浪能的應用。
    圍繞這一關鍵問題，中國科學院廣州能源研究所組織海洋能實驗室和氣體水合物實驗室兩個團隊協同攻關，開展了一系列創新性研究，提出並解決了海洋波浪能發電的關鍵技術。利用這一技術可以將隨機輸入的勢能轉變成穩定的、可任意調控的水的動能。目前已通過實驗室實驗證實了該系統的可行性。有關技術已申報發明專利。
    這一原創性技術使得海洋波浪利用在概念和技術上產生了革命性的突破：使用該技術之後，海洋波浪能發電不再需要電網的支持，而可以自成體系，建成獨立發電系統，實用性大大提高；海洋波浪能裝置的設備共享程度以及轉換效率也大大提高，並使海洋波浪能發電成本大大降低；還可將多個微型波能裝置的能量匯集起來，建成大規模海洋波浪能發電系統；該技術還適用於風能獨立發電系統。這一具有我國自主智慧財產權的技術發明，將使我國海洋波浪能研究走在世界的前列，形成我國在波浪能利用方面的競爭優勢。
    (廣州能源研究所供稿)

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