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运行。“海院1号”项目负责人、浙江海洋学院李德堂教授对记者说：“‘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发电方式。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，还可以为海岛国防供电……”

夜幕降临，记者随同考察专家来到“海院1号”所在的舟山市朱家尖东沙海域。项目负责人、浙江海洋学院李德堂教授说，之所以选择晚上考察，主要是这段时间正好是涨潮的时段，海浪大，发电效果好。

“看，那就是‘海院1号’。”顺着李德堂手指的方向，记者看到在黑蒙蒙的海面上，矗立着一座类似海上石油钻井平台的装置，那里灯火通明。

全新的研发思路

“海院1号”的研发思路是通过数量来获得足够的电能，并保证在海浪较小的情况下依然能够实现连续发电及发电电压基本稳定，可以满足一般民用照明设备的要求。

李德堂告诉记者，“海院1号”波浪发电装置总装机容量为10千瓦，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产生电能，并通过电力输出系统输出电能。

“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。”

“但是真实的波浪存在不规则性，有时大有时小，如何保证发电的稳定性呢？”记者问。“我们研发的电力输出稳定控制系统很好地解决了电力输出的稳定性问题。通过改变液压系统节流阀的开度，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，平台还安装了蓄能装置，能够把发电量大的时候的多余电量存储起来，发电量小时再释放出来。”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要求”。

目前，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。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，走在了我国波浪能技术研究领域的前列。

扛过了“菲特”12级强台风

李德堂将自升式平台技术引入到“海院1号”发电装置中，研发了一套潮位潮差变化自适应随动技术，解决了诸多技术难题。

目前，世界上研究波浪能发电面临的最大挑战之一就是海洋环境的恶劣，主要是风暴潮、天文潮以及海水腐蚀和海洋生物侵蚀等。恶劣的海洋气候环境很容易造成波浪发电装置的损毁或无法正常运行，这也是波浪能虽然储量巨大，但一直无法实现普及化的主要原因，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。但李德堂和他的研究团队选择了迎难而上。

国外正在研发将自升式平台技术引入到波浪发电中，自升式平台已经是比较成熟的技术，具有良好的适应性、可移动性、稳定性和定位能力，被广泛应用于海洋石油开采和能源勘探中。李德堂曾在中石化、中海油主持参与过多座海洋平台升降系统的设计与实施，凭借这一技术优势，他将自升式平台技术引入到“海院1号”发电装置中，难怪记者第一眼看到“海院1号”的时候立刻联想到海洋石油钻探平台。

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的一定高度，并与平台主体固定。这项设计解决了浮筒需要随潮差变化而频繁调整的问题，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。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，消除了海水腐蚀和海洋生物侵蚀，利于发电装置的维修和保养。

“海院1号”的安全设计标准为最大作业水深5米，设计波高3米，风速36.9米/秒，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，已经历了“海葵”“潭美”“菲特”3次强台风。特别是“菲特”带来的12级大风和强降雨，“‘海院1号’经受住了考验！”提及此事，李德堂依然掩饰不住内心的激动。

“现在的成功仅仅是迈出了一小步”

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，使之能够走向波浪更加丰富的海域，真正实现商业应用。

经过测算，“海院1号”的能量转化效率达到16.4%，可实现海上无故障运行2150小时以上。

“海院1号”在电力输出的稳定性、装置的可靠性、发电效率、管理和维护成本等方面均具备了较大优势，正在向实际应用拓展。目前，浙江海洋学院与舟山市嵊泗海洋与渔业局达成了合作协议，计划针对嵊泗花鸟岛丰富的波浪能资源研发“大功率波浪发电站”项目。舟山水务集团也看好“海院1号”，希望在舟山螺门新渔港开展波浪发电示范项目，让海洋清洁能源为渔民造福。

“‘海院1号’真正实现大规模并网发电还有很长的路要走。”李德堂对此有清醒的认识，“现在的成功仅仅是迈出了一小步。”

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，使之能够走向波浪更加丰富的海域，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。

尽管“海院1号”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难题，但李德堂和他的研发团队依然抱有很大的信心……