鹰式波浪能发电技术
简介:
成果创新性:
1、多个鹰式吸波浮体共用一个母船基体。看似一个装置,实为一个波浪能装置群,其单个一基多体式装置相当于一个波浪能群,但其所占海域仅为一个波浪能群的几分之一。节约海域资源的效果明显。
2、装置基础平台为半潜船体,一体多用。装置投放、回收和维修时为拖行载体和维修平台,工作时船体下潜到设定深度成为稳定装置的水下附体。装置稳定性好,海上拖航、投放、维护便利。
3、经过水动力学优化的轻质鹰式外形吸波浮体,随浪性好,响应敏捷,适应波况范围宽;
4、具有蓄能环节的自治液压转换系统,在无人值守条件下将不稳定的波浪能转换为稳定的电力输出,各级能量转换环节均保持较高的效率,装置整机转换效率大于20%。多个波浪能吸收体共用一套能量转换系统,集中发电,有效降低装置建造成本。
成果简介:
2011年中国科学院广州能源研究所成功发明了“一种具有半潜船特征的新型漂浮鹰式波浪能发电装置”,获中国、美国和澳大利亚发明专利授权,PCT国际专利检索书面意见显示,该技术具有创造性、新颖性和工业实用性。
2013年12月在国家海洋可再生能源专项资金1900万支持,开展示范工程类项目“100kW鹰式波浪能发电装置工程样机研建”(编号:GHME2013ZB01)的研发,项目合同期2013年12月至2016年6月。项目顺利完成并研制了“万山号”鹰式波浪能装置,形成具有我国自主知识产权的高效、高可靠和低成本的波浪能发电技术,推动我国海洋能发电技术向装备转化发展,最终为示范工程建设的设备选型和大规模开发利用海洋波浪能奠定技术基础。
实海况试验证明,鹰式波浪能技术能够实现将高度不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能,启动做功的波况范围宽,对波况的适应性好,可在0.5米微小波高下间歇发电,4米高大浪工况下安全发电,机能量转换效率基本保持在20%以上,最高达到37.7%,处于国际领先地位。
成果独占性:
鹰式外形吸波浮体已申请专利保护,具有随浪性好,响应敏捷,适应波况范围宽等特点。
具有蓄能环节的自治液压转换系统已申请专利保护,实现机械式自治控制,将不稳定的的波浪能有效转换为稳定的液压能。
模块化设计的鹰式技术具有延展性,发电能力可迅速扩展至MW级。
鹰式波浪能发电技术,也可以充分利用其半潜驳的基体和产生的电能做深海养殖,该技术模式也已申请专利技术保护。
成果盈利性:
鹰式波浪能发电技术采用半潜驳为基体,可在海上随时上浮维修,该特点大大降低了已有波浪能装置的维护成本;同时,基体所提供的宽阔平台空间可以搭载各类海洋测量仪器并通过自身产出的电能给其供电,既降低了海上测量仪常规维护费用又提高了测量数据的密度及真实性,从提高产出方面,更加降低了波浪能装置的建造成本。
鹰式波浪能发电技术,可以解决岛屿供电问题。通过电缆将清洁绿色能源输送到岛上,同时又不影响岛屿的生态环境,为岛屿的可持续开发利用提供支持。
技术成熟后,漂浮式海洋波浪能独立发电系统的发电成本约为1.5元/度,而我国边远的沿海地区、岛屿、海上孤立场所的发电成本超过2元/度。若以电价2元/度计,年平均发电功率10kW的海洋波浪能独立发电系统每年可盈利4.38万元;若以电价3元/度计,每年可盈利13.1万元。
若将海洋波浪能独立发电系统应用于海洋开发,其经济效益更加明显。鹰式波浪能发电技术,可以充分利用其半潜驳的基体做深海养殖发展。基体内部空间可转换为养殖空间,通过波浪转换的电能使搭载各种设备持续运转,通过波浪能制造的淡水可供人居住生活实用,可促使海洋养殖逐渐向深海发展。
成果持续性:
鹰式波浪能技术已经中国、美国、澳大利亚发明专利授权,同时还申请相关波浪能技术的专利保护。该技术的逐渐成熟,形成了一套科学严谨的试验方法,培养了一个团结实海况经验丰富的技术团队。
鹰式波浪能技术主要解决海上绿色能源供给问题,在海洋科考及监测、海上生活补给、海岛能源输送、海洋渔业等很多方面都有切入点。在现有成熟的技术基础上,加强实际应用的开发,不久的将来会形成各种面向客户的成熟产品。
成果先进性:
鹰式波浪能发电技术:
1、获得中国、美国、澳大利亚发明专利授权,在国内外属于独自创新;
2、鹰式装置设计图纸获法国船级社(BV)认证,是稳定可靠的波浪能技术;
3、鹰式波浪能技术以半潜驳船为基础,加装水动力学优化的鹰式吸波体。与国内外同领域技术相比,鹰式技术便于拖拽运输,便于投放,便于现场维修,便于大型化,而国外研发了13年的英国Oyster技术和10年的美国PowerBuoy技术,均无法实现现场维护,运输和安装也存在着问题;能量转化方面,目前国内外从波浪到电的转换效率大多在15%左右,而鹰式技术转换效率基本保持在20%以上,最高达到37.7%。
成熟度:09、系统级:产品实际通过任务运行的成功考验
市场分析:
我国是一个海洋大国,具有18000多公里的大陆海岸线,有大小岛屿6960多个,海岛总面积6700平方公里,有人居住的岛屿有430多个。沿海地区和海岛既是外向型经济的基地,又是海洋运输和开发海洋的前哨,并且在巩固国防,维护祖国权益上占有重要地位。改革开放以来,随着沿海经济的发展,海岛开发迫在眉睫,能源短缺严重制约着经济的发展和人民生活水平的提高。外商和华侨因海岛能源缺乏,不愿投资;驻岛部队用电困难,不利于国防建设;特别是西沙、南沙等远离大陆的岛屿,依靠大陆供应能源,因供应线过长,诸多不便。为了保证沿海与海岛经济持久快速发展及人民生活水平不断提高,寻求解决能源供应紧张的途径已刻不容缓。
商业模式分析:
鹰式波浪能技术提供的独立稳定发电系统将不依赖于任何其它能量系统的帮助,便可以自成体系地为孤立海岛、海上钻井平台、海底采矿、深海养殖等电网无法到达的场合供电,与常规能源供应形成互补。因此,该系统在上述没有电网的地方具有巨大的市场和广泛的应用前景。
本系统的潜在用户:守岛部队、岛上居民、海洋养殖、海洋平台上从事海洋开发的人员。
营销状况:
鹰式波浪能技术虽然研究了工程样机,但还未形成批量产品生产。而且我单位属于科研机构,不仅该技术的更多的应用领域还需要进一步研发,同时也需要引进专业机构合作进行市场推广。