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國內單機功率最大海流發電裝備——浙大650千瓦機組在舟山“復工發電”啦!

發布時間:2020-04-22來源:浙大新聞辦作者:曾福泉 柯溢能 高楚清0

隨著疫情得到有效控制,近期浙江舟山又傳來好消息:由浙江大學自主研發的大長徑比半直驅高效水平軸650千瓦海流能發電機組,日前恢復并網發電,“復工發電”后最大發電功率達到637千瓦,創國內最大發電功率紀錄。

在舟山市摘箬山島海域,浙大海洋能試驗電站,幾座通體火紅色的發電機組十分醒目地高聳在海面之上。海潮涌動,推動水中的葉輪,帶動發電機運轉。大海蘊藏的清潔環保、永續不竭的能源就這樣源源不斷地被輸送到海島之上。

“在前期研制的30千瓦、60千瓦和120千瓦系列化裝備基礎上,我們研制的650千瓦大長徑比高效水平軸海流能發電機組是目前國內單機發電功率最大的海流發電裝備。”浙大海洋研究院副院長、機械裝備與海洋工程交叉創新團隊首席教授李偉說,單機組發電功率越大,意味著裝備產業化能力越強,越有利于開拓海洋能市場。

海流發電裝備主要有水平軸、垂直軸和振動式3種基本形式,該交叉創新團隊的林勇剛教授說,和另兩種相比,水平軸形式能稱為一種“高效”結構——海水流過,近一半的能量可以提取出來。相比較而言,我國早期已經投用的一批垂直軸海流能發電機組,其效率不及水平軸的一半。振動式的效率更低一些。而發達國家的大型海流能發電機組也均采用了主流的水平軸結構形式。

在浙大多學科交叉匯聚理念引領下,團隊歷時多年,攻克了水平軸發電裝備技術路線,取得多項原始創新成果。“和許多機械能源裝備一樣,海流能發電機也存在長徑比這個概念。我們的研究揭示了,對于同等功率機組,長徑之比越大,綜合性能越佳。”該團隊劉宏偉副教授說,“我們對葉輪、低速齒輪箱和亞低速電機等主要部件徑向尺寸進行約束性優化設計,最終形成外形狹長流暢、內在性能優異的大長徑比半直驅新機型。”

這一系列化原創機型和一些關鍵部件的創新,從整體上解決了海流能發電機作為能源機電裝備的高效性、作為海洋服役環境裝備的可靠性和作為間歇能量供電裝備的穩定性三大難題,中國代表連續兩年在國際專業會議上介紹,產生了廣泛影響。

李偉說,浙大650千瓦機組在2017年就完成了廠內和現場并網發電試驗。此后,浙大摘箬山島海洋能試驗電站根據國家需要,數次騰出650千瓦機組試驗泊位為國內包括國電集團(和浙大共同承擔國家自然資源部項目)、哈電集團、杭州江河水電等單位研制的300千瓦樣機提供實海況試驗支撐。其間,650千瓦機組也根據階段性海試信息優化改進。此次疫后“復工發電”的改進型650千瓦機組,葉輪結構和工藝進一步優化,軸向推力載荷有所減小,防腐防砂抗磨損的性能進一步強化。

我國東部沿海是世界上海流能功率密度最大的地區之一。浙江舟山群島附近水道平均功率密度在每平方米20千瓦以上,開發環境和利用條件十分有利。日益成熟的海流能發電裝備將有效滿足無電、無水、無人島嶼和離島的特殊供電需求,實現就地取能、海能海用。

(文 曾福泉 柯溢能 高楚清/圖片由課題組提供)

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