對于生活在海濱城市的人來說，我們對海浪再熟悉不過了。起伏的海浪中蘊含巨大的能量，如果能被有效地利用，將大大造福人類。日前，由遼寧海事局和大連海事大學共同研發(fā)的多節(jié)漂浮式波能發(fā)電裝置進行了首次海上試驗，并取得成功。這一裝置能有效收集波浪能并轉(zhuǎn)化為電能輸出，且具備低成本、無污染、節(jié)約能源的特點，可緩解全球范圍內(nèi)的能源短缺和環(huán)境污染問題。若批量投入使用，發(fā)電成本約為0.45元/kWh，低于風能、太陽能等新能源發(fā)電方式。

仿生結(jié)構(gòu)收集波浪能

“波能發(fā)電設備研發(fā)及在海事的應用研究”是交通運輸部2012年海事重點科技項目，由遼寧海事局和大連海事大學的專家組成的項目組共同完成。在項目承擔方負責人、大連海事大學輪機工程學院教授高洪濤的帶領下，記者見到了這個可以向海浪汲取能源的神奇裝置。

這是個由三節(jié)圓柱形浮筒組成的裝置，每節(jié)長度近3米，兩端鉸接在一起。該設備由一個錨泊系統(tǒng)固定在海面，當波浪來時，浮筒隨著波浪上下運動，看起來像一條蛇。

“這個裝置我們又叫它"海蛇"，它的外形采用仿生結(jié)構(gòu)原理，不僅可以能抗擊大風大浪的沖擊，同時通過關節(jié)處的上下運動，將波浪不規(guī)則的往復運動的能量收集起來。”高洪濤教授說，浮筒進行收集波浪后，還會通過波浪的波動將波能放大，然后通過轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)為穩(wěn)定連續(xù)的旋轉(zhuǎn)機械能，再驅(qū)動發(fā)電機，將能量轉(zhuǎn)換成電能。

首次海上試驗獲成功

雖然外形只是簡單的三個圓筒，但這套設備其實一點兒都不簡單，它耗費了項目組專家大量的心血。高洪濤告訴記者，要保證裝置在海面上保持平衡，專家們進行了不計其數(shù)的科學計算和加工。此外，由于設備長期處于海洋環(huán)境中，還要保證密封和絕緣，在材料的選擇上，項目組也是進行了多次研究和試驗。

作為國內(nèi)首個投入海洋真實環(huán)境測試的波能發(fā)電裝置，漂浮式波能發(fā)電裝置近日在老虎灘附近海域進行了海上試驗。在為期3天的測試中，發(fā)電裝置附近海域波浪小于0.5米，在小風浪條件下，波能發(fā)電裝置工作狀態(tài)良好，成功獲取了相應的電能，所獲得的最大直流發(fā)電功率達到了51.18W。“按照計算原理，海浪越大，獲取的電能也就越大。在小風浪條件下能發(fā)電，說明試驗是成功的。”高洪濤說。

成本低于風能太陽能

作為海洋能源的一種，波浪能與風能、太陽能一樣，都可用于發(fā)電，但與其他兩者相比，波浪能發(fā)電在成本上更具備優(yōu)勢。

“目前在我國，風力發(fā)電的成本為0.48~0.63元/kWh；太陽能發(fā)電的成本較高，為4元/kWh。”對于波浪能發(fā)電的成本，高洪濤給記者算了筆賬：以四節(jié)浮筒，每節(jié)浮筒長35m、直徑3.5m，浮筒額定功率為750kW，使用壽命為25年為例計算，綜合建廠投資、使用壽命、投資貸款利率等因素，并按照風力發(fā)電的1.2倍來計算維修費，預計波浪能發(fā)電量產(chǎn)后的發(fā)電成本約為0.45元/kWh。

據(jù)了解，多節(jié)漂浮式波能發(fā)電裝置目前的研究方向主要針對海事領域，針對海事系統(tǒng)的船舶、無人雷達、海上通訊基站等設施供電。不過，隨著該項目的優(yōu)化研究，波能發(fā)電可投入更廣泛的領域。由于波浪能屬于取之不盡的海洋能源，而且大連具備良好的波浪能利用環(huán)境，該項目一旦投入量產(chǎn)，還可用于民用供電，屆時將有效緩解目前全球面臨的能源危機。