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當(dāng)前位置：科技成果首頁(yè)   海洋波浪潮流一體化系列發(fā)電設(shè)備

海洋波浪潮流一體化系列發(fā)電設(shè)備

  • 發(fā)布日期：2019年10月22日
  • 體現(xiàn)形式：
  • 轉(zhuǎn)化方式：
  • 合作方式：
  • 技術(shù)領(lǐng)域：
  • 成果來(lái)源：高校自主研發(fā)項(xiàng)目
  • 成果詳情
成果簡(jiǎn)介

　　一、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

　　王世明，上海海洋大學(xué)工程學(xué)院教授，曾主持 “十一五”國(guó)家科技支撐重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部“863計(jì)劃”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域重大項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)部行業(yè)重大專項(xiàng)等多個(gè)一級(jí)子課題;主持上海科委基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目;主持多項(xiàng)企業(yè)大型技改和新產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目。

 

　　二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

　　與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)比較，本項(xiàng)目主要有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

　　(1)系統(tǒng)地研究了風(fēng)浪流集成發(fā)電理論和關(guān)鍵技術(shù)：①創(chuàng)建了基于不同頻率和雷諾數(shù)的風(fēng)能、波浪和潮流能耦合輔助決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù);②揭示了以過(guò)渡金屬化合物為主的海洋功能材料在不同海域環(huán)境下的電化學(xué)腐蝕和海洋微生物腐蝕機(jī)理，解決了發(fā)電設(shè)備整機(jī)和核心零部件耐腐蝕材料和全波紅外防腐涂料的制備關(guān)鍵技術(shù);③形成了完整的、符合我國(guó)資源特點(diǎn)的風(fēng)能浪流參數(shù)與集成發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)型式、葉片翼型、葉尖速比之間的理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系;④突破了直驅(qū)發(fā)電理論和關(guān)鍵技術(shù)。

　　(2)研究和形成了風(fēng)浪流集成發(fā)電裝備制造關(guān)鍵技術(shù)：①解決了發(fā)電設(shè)備自啟動(dòng)性能和初級(jí)能量轉(zhuǎn)化效率的測(cè)定方法;②掌握了發(fā)電設(shè)備多能耦合模塊化組合儲(chǔ)電放電和協(xié)調(diào)控制的技術(shù)和方法;③完善了流場(chǎng)網(wǎng)格劃分方法和Fluent軟件的數(shù)值模擬方法;④建立了葉片與機(jī)構(gòu)安裝角度、攻角與獲得能系數(shù)之間的關(guān)系;⑤研發(fā)出具有國(guó)際先進(jìn)水平、國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的多能互補(bǔ)的海洋發(fā)電裝置。

　　(3)研究了工程化應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)：①電能存儲(chǔ)和管理;②通過(guò)遠(yuǎn)程電能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)和自適應(yīng)沉降技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在六級(jí)海況下發(fā)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)的自我下沉保護(hù);③形成了海洋觀測(cè)平臺(tái)、海島開發(fā)、海洋漁業(yè)等多種工程化供電模式。

 

　　三、技術(shù)的成熟度

　　本項(xiàng)目落實(shí)《全國(guó)科技興海規(guī)劃綱要(2008年-2015年)》中提出的“加快海洋科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化”、“ 推進(jìn)形成政府引導(dǎo)，政、產(chǎn)、學(xué)、研、經(jīng)相結(jié)合，海陸聯(lián)動(dòng)，區(qū)域合作的科技支撐帶動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式，構(gòu)建以企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系，提升海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力”的目標(biāo)。以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，在上海海洋大學(xué)既有的海洋波浪潮流能集成發(fā)電裝置成果基礎(chǔ)上，利用企業(yè)的制造優(yōu)勢(shì)，突破核心零部件關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn);提高總轉(zhuǎn)換效率和在惡劣海洋環(huán)境下發(fā)電裝置運(yùn)行可靠性，降低建造安裝和維護(hù)成本，并易于安裝布放和回收。通過(guò)研究電能監(jiān)測(cè)管理和故障診斷系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)裝置和數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的供電，并提供試驗(yàn)海域的波浪能資源和海試發(fā)電記錄報(bào)告，產(chǎn)生專利、專著和論文等系列成果。從而形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、具備良好轉(zhuǎn)化前景的海洋能系列發(fā)電設(shè)備。將為海洋觀測(cè)、島礁生活、養(yǎng)殖種植、海水淡化、生活污水處理提供穩(wěn)定的電能并可用于海水淡化、供暖、制冷， 解決邊遠(yuǎn)海域的國(guó)防設(shè)施、部分電網(wǎng)未覆蓋的有居民海島、偏遠(yuǎn)無(wú)居民海島生態(tài)島建設(shè)中的供電需求。這不僅有利于解決社會(huì)發(fā)展中面臨的能源緊缺，氣候變化和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，也將極大增強(qiáng)海洋資源的開發(fā)能力，為使我國(guó)從淺水向深水推進(jìn)、從近海向遠(yuǎn)洋拓展、戰(zhàn)略部署要從淺海進(jìn)入深海，從領(lǐng)海、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)、大陸架，走向公海、國(guó)際海底區(qū)域和兩極，擴(kuò)大中國(guó)生存發(fā)展和安全空間，而提供能源支持，具有重要的理論意義、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和良好的推廣應(yīng)用前景。

 

　　四、技術(shù)的實(shí)用性和適用領(lǐng)域

　　(1)該海洋發(fā)電技術(shù)已在7個(gè)省(市)的 30 多家單位和部門的海洋觀測(cè)站、觀測(cè)浮標(biāo)、海床基和海洋養(yǎng)殖場(chǎng)實(shí)現(xiàn)工程化和規(guī)模化應(yīng)用，工程化應(yīng)用合計(jì)直接節(jié)約電費(fèi)1.948億元;(2)形成了海洋觀測(cè)設(shè)備供電等6種工程化應(yīng)用模式，并應(yīng)用于二炮94804部隊(duì)的“海島智能恒壓供水系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了軍民兩用;(3)構(gòu)建了符合我國(guó)海洋能資源特點(diǎn)的開發(fā)和應(yīng)用體系，形成了“以原始創(chuàng)新帶動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)，以工程應(yīng)用推動(dòng)科學(xué)研究”的產(chǎn)學(xué)研多層次聯(lián)動(dòng)的協(xié)同創(chuàng)新鏈，形成了符合我國(guó)資源特點(diǎn)的風(fēng)能、波浪和潮流能資源開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)體系，促進(jìn)了行業(yè)進(jìn)步;(4)此海洋發(fā)電設(shè)備可為海洋觀測(cè)、石油平臺(tái)、海島生活、海水淡化、深海生物采樣、海洋維權(quán)裝備等提供能源支持，解決其能源供給的“瓶頸”問(wèn)題。


技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
　　與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)比較，本項(xiàng)目主要有以下創(chuàng)新點(diǎn)： 　　(1)系統(tǒng)地研究了風(fēng)浪流集成發(fā)電理論和關(guān)鍵技術(shù)：①創(chuàng)建了基于不同頻率和雷諾數(shù)的風(fēng)能、波浪和潮流能耦合輔助決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù);②揭示了以過(guò)渡金屬化合物為主的海洋功能材料在不同海域環(huán)境下的電化學(xué)腐蝕和海洋微生物腐蝕機(jī)理，解決了發(fā)電設(shè)備整機(jī)和核心零部件耐腐蝕材料和全波紅外防腐涂料的制備關(guān)鍵技術(shù);③形成了完整的、符合我國(guó)資源特點(diǎn)的風(fēng)能浪流參數(shù)與集成發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)型式、葉片翼型、葉尖速比之間的理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系;④突破了直驅(qū)發(fā)電理論和關(guān)鍵技術(shù)。 　　(2)研究和形成了風(fēng)浪流集成發(fā)電裝備制造關(guān)鍵技術(shù)：①解決了發(fā)電設(shè)備自啟動(dòng)性能和初級(jí)能量轉(zhuǎn)化效率的測(cè)定方法;②掌握了發(fā)電設(shè)備多能耦合模塊化組合儲(chǔ)電放電和協(xié)調(diào)控制的技術(shù)和方法;③完善了流場(chǎng)網(wǎng)格劃分方法和Fluent軟件的數(shù)值模擬方法;④建立了葉片與機(jī)構(gòu)安裝角度、攻角與獲得能系數(shù)之間的關(guān)系;⑤研發(fā)出具有國(guó)際先進(jìn)水平、國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的多能互補(bǔ)的海洋發(fā)電裝置。 　　(3)研究了工程化應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)：①電能存儲(chǔ)和管理;②通過(guò)遠(yuǎn)程電能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)和自適應(yīng)沉降技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在六級(jí)海況下發(fā)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)的自我下沉保護(hù);③形成了海洋觀測(cè)平臺(tái)、海島開發(fā)、海洋漁業(yè)等多種工程化供電模式。
技術(shù)成熟度
　　本項(xiàng)目落實(shí)《全國(guó)科技興海規(guī)劃綱要(2008年-2015年)》中提出的“加快海洋科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化”、“ 推進(jìn)形成政府引導(dǎo)，政、產(chǎn)、學(xué)、研、經(jīng)相結(jié)合，海陸聯(lián)動(dòng)，區(qū)域合作的科技支撐帶動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式，構(gòu)建以企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系，提升海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力”的目標(biāo)。以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，在上海海洋大學(xué)既有的海洋波浪潮流能集成發(fā)電裝置成果基礎(chǔ)上，利用企業(yè)的制造優(yōu)勢(shì)，突破核心零部件關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn);提高總轉(zhuǎn)換效率和在惡劣海洋環(huán)境下發(fā)電裝置運(yùn)行可靠性，降低建造安裝和維護(hù)成本，并易于安裝布放和回收。通過(guò)研究電能監(jiān)測(cè)管理和故障診斷系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)裝置和數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的供電，并提供試驗(yàn)海域的波浪能資源和海試發(fā)電記錄報(bào)告，產(chǎn)生專利、專著和論文等系列成果。從而形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、具備良好轉(zhuǎn)化前景的海洋能系列發(fā)電設(shè)備。將為海洋觀測(cè)、島礁生活、養(yǎng)殖種植、海水淡化、生活污水處理提供穩(wěn)定的電能并可用于海水淡化、供暖、制冷， 解決邊遠(yuǎn)海域的國(guó)防設(shè)施、部分電網(wǎng)未覆蓋的有居民海島、偏遠(yuǎn)無(wú)居民海島生態(tài)島建設(shè)中的供電需求。這不僅有利于解決社會(huì)發(fā)展中面臨的能源緊缺，氣候變化和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，也將極大增強(qiáng)海洋資源的開發(fā)能力，為使我國(guó)從淺水向深水推進(jìn)、從近海向遠(yuǎn)洋拓展、戰(zhàn)略部署要從淺海進(jìn)入深海，從領(lǐng)海、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)、大陸架，走向公海、國(guó)際海底區(qū)域和兩極，擴(kuò)大中國(guó)生存發(fā)展和安全空間，而提供能源支持，具有重要的理論意義、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和良好的推廣應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)用性
　　(1)該海洋發(fā)電技術(shù)已在7個(gè)省(市)的 30 多家單位和部門的海洋觀測(cè)站、觀測(cè)浮標(biāo)、海床基和海洋養(yǎng)殖場(chǎng)實(shí)現(xiàn)工程化和規(guī)模化應(yīng)用，工程化應(yīng)用合計(jì)直接節(jié)約電費(fèi)1.948億元;(2)形成了海洋觀測(cè)設(shè)備供電等6種工程化應(yīng)用模式，并應(yīng)用于二炮94804部隊(duì)的“海島智能恒壓供水系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了軍民兩用;(3)構(gòu)建了符合我國(guó)海洋能資源特點(diǎn)的開發(fā)和應(yīng)用體系，形成了“以原始創(chuàng)新帶動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)，以工程應(yīng)用推動(dòng)科學(xué)研究”的產(chǎn)學(xué)研多層次聯(lián)動(dòng)的協(xié)同創(chuàng)新鏈，形成了符合我國(guó)資源特點(diǎn)的風(fēng)能、波浪和潮流能資源開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)體系，促進(jìn)了行業(yè)進(jìn)步;(4)此海洋發(fā)電設(shè)備可為海洋觀測(cè)、石油平臺(tái)、海島生活、海水淡化、深海生物采樣、海洋維權(quán)裝備等提供能源支持，解決其能源供給的“瓶頸”問(wèn)題。