日前，中國電科３８所最新研制的波浪發(fā)電裝置正式通過國家海洋局驗收。該裝置成功突破波浪能液壓轉換與控制裝置模塊及千伏級動力逆變器關鍵技術，實現(xiàn)波浪穩(wěn)定發(fā)電，且在小于０．５米浪高的波況下仍能頻繁蓄能。
業(yè)內(nèi)專家認為，這一關鍵技術的突破，為波浪穩(wěn)定發(fā)電乃至海洋能開發(fā)利用奠定了基礎。隨著技術的進步，未來波浪發(fā)電有望在商業(yè)化道路上邁進一大步。
通過驗收只是起點
據(jù)了解，波浪發(fā)電是通過波浪能裝置將波浪能首先轉換為機械能（液壓能），然后再轉換成電能。我國擁有綿長的海岸線，洶涌起伏的海浪蘊藏著無盡的能量。數(shù)據(jù)顯示，我國波浪能的理論存儲量為７０００萬千瓦左右。
“波浪運動每秒鐘就能產(chǎn)生２０萬千瓦的能量。”國家可再生能源產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長張平表示，在能流密度高的地方，每１米海岸線外波浪的能流就能為２０個家庭提供照明需求。
當然，要實現(xiàn)波浪發(fā)電的開發(fā)利用離不開技術的支撐。為利用好這一天然能源“發(fā)動機”，中國電科３８所在我國海南島進行海浪發(fā)電試驗，歷經(jīng)３年技術攻堅，項目組通過不斷優(yōu)化和改進裝置模型，采用智能偵調綜合控制技術，提升了波能裝置的轉換效率，增強了吸能效果；首創(chuàng)的寬幅逆變穩(wěn)定技術，實現(xiàn)了海洋能千伏級逆變系統(tǒng)的高效轉換。近３個月的海上試驗表明，該發(fā)電裝置浮體擺動正常、吸波穩(wěn)定，飛輪蓄能均勻而連續(xù)，發(fā)電性能穩(wěn)定。
張平表示，該款波浪發(fā)電裝置使我國波浪發(fā)電的開發(fā)利用邁出了重要一步，將會加快我國海洋能的開發(fā)進程。
“該裝置通過驗收只是起點。”國家可再生能源中心研究員王仲穎表示，中國電科３８所最新研制的波浪發(fā)電裝置正式通過國家海洋局驗收，說明我國在波浪發(fā)電開發(fā)利用上取得技術突破，一旦技術成熟、成本降低，波浪發(fā)電將步入快速發(fā)展期。“未來，波浪發(fā)電開發(fā)利用的前景是毋庸置疑。”
事實上，為推動我國波浪發(fā)電的發(fā)展，早在今年１月，國家海洋局發(fā)布的《海洋可在再生能源發(fā)展十三五規(guī)劃》提出，要穩(wěn)步推進波浪能示范工程建設。進一步實施波浪能示范工程，建設總裝機容量５００千瓦波浪能示范工程；積極推進多種形式的單機５０千瓦以上波浪能發(fā)電裝置應用，在波浪能試驗場等開展示范運行；開展小單機容量、多臺套波浪能陣列化發(fā)電場建設與示范，穩(wěn)步推進百千瓦級波浪能獨立供電示范工程及應用，為近海島嶼提供能源解決方案。同時，波浪能總裝機規(guī)模突破１０００千瓦。
核心技術仍待提升
雖然政策大力支持波浪發(fā)電，但目前來看波浪發(fā)電開發(fā)利用的規(guī)模還很小。業(yè)內(nèi)專家分析認為，雖然中國電科３８所最新研制的波浪發(fā)電裝置在技術層面取得突破進展，但該裝置處在研發(fā)的前期階段，離大規(guī)模應用尚有一段距離。我國波浪發(fā)電開發(fā)利用一直裹足不前的原因仍是缺乏核心技術。
事實上，從上世紀７０年代，我國就開始波浪發(fā)電技術的研究，先后出現(xiàn)多振蕩水柱型沿岸同定式波力電站、波力獨立發(fā)電系統(tǒng)、振蕩浮子渦輪波浪能發(fā)電裝置、１００千瓦鴨式波浪能發(fā)電裝置、１００千瓦鷹式波浪能發(fā)電裝置等。然而，如何保證波浪發(fā)電并網(wǎng)裝置的穩(wěn)定，提升技術、降低成本一直都是行業(yè)需要面對的命題。
王仲穎表示，盡管我國波浪發(fā)電研究已經(jīng)開展很長一段時間，其商用化方面的進程落后于潮汐能，原因在于缺少有效的能量采集技術，包括拾能體、浮標生產(chǎn)組件、波浪能量轉換器集成系統(tǒng)等。
“目前我國波浪發(fā)電主要采用鴨式、新型鷹式裝置，盡管取得了突破，但在技術、施工、后期維修等方面存在很大的缺陷。”張平表示，這些裝置不穩(wěn)定，轉換效率較低。從總體來說，我國波浪發(fā)電開發(fā)利用技術還不成熟。
張平進一步解釋道，我國波浪發(fā)電裝置狀態(tài)效率低，主要表現(xiàn)在兩大方面：一是風向變化導致波浪不能抵達裝置；二是如遇到臺風等不正常的風浪容易造成發(fā)電量的大幅變化。
王仲穎還表示，海浪分為離岸和近岸兩種性質截然不同、甚至是相反的海浪，且其大小、長短和位置從不重復。這也給波浪發(fā)電帶來了技術開發(fā)的難度。
值得一提的是，目前，我國主流的波浪發(fā)電機采用大型而笨重的電磁發(fā)電機。不管是在海床建塔支撐電磁發(fā)電機，還是把發(fā)電機固定在海床上，建設成本昂貴，且在技術上存在困難。更重要的是，波浪是海水的緩慢運動，方向不固定，導致電磁發(fā)電機的效率十分低下。因此，專家認為，波浪發(fā)電機技術研發(fā)仍有待提升。
多方合作才能成就發(fā)展藍海
在業(yè)內(nèi)專家看來，目前這些裝置存在技術瓶頸，降低波浪能采集裝置的能量效率，加之制造成本偏高，難以大規(guī)模的商業(yè)化應用。“只有不斷提高技術水平，降低成本，波浪發(fā)電開發(fā)利用才能指日可待。”
對此，王仲穎表示，首先，由于波浪發(fā)電技術復雜、成本高、投資回收期長，需要國家層面從政策、資金等方面支持系列波浪發(fā)電設備研發(fā)和應用。
其次，要通過加強產(chǎn)學研合作，加大拾能體、浮標生產(chǎn)組件、波浪能量轉換器集成系統(tǒng)、發(fā)電機等關鍵技術和設備的研發(fā)力度，提高收集波浪能的能力和轉換效率。
張平還表示，由于波浪時大時小、很不確定，因此先將波浪能轉換成液壓能，再存入蓄能器，待能量達到一定程度，以最大開度驅動液壓發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，提高發(fā)電效率。
據(jù)悉，《海洋可再生能源發(fā)展十三五規(guī)劃》提出，開展波浪能裝備整機、能量捕獲、動力輸出、錨泊系統(tǒng)等技術優(yōu)化，重點開發(fā)５０－１００千瓦模塊化、系列化波浪能裝備。開展新一代波浪能發(fā)電技術研究，研制單機１００千瓦波浪能發(fā)電裝置，掌握高效能量俘獲系統(tǒng)及能量轉換系統(tǒng)、惡劣海況下生產(chǎn)保障、錨泊等關鍵技術，提高系統(tǒng)的冗余度與安全性，為波浪能發(fā)電場建設提供有效支撐。
業(yè)內(nèi)專家，未來，只有政府、企業(yè)、研究院等方面通力合作，實現(xiàn)技術瓶頸的不斷突破，我國波浪發(fā)電開發(fā)利用才能成為可再生能源發(fā)展的藍海。（本報記者葉偉）
第六屆中國報業(yè)黨建工作座談會（1）
