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前波浪能技术种类繁多,在海洋环境下同时实现低成本、高效率、高可靠、易维护、环境友好的技术有待发展。本项目基于对波浪能转换机理深入认识、理解和研究,以理论分析和实验方法发展了一种生产成本低、转换效率高、海洋工程费用低的单浮体振荡水柱波浪能利用技术(目前国际上公认振荡水柱技术结构简单、可靠性高,但转换效率广受诟病),目前经第三方(国家海洋技术中心)测试表明:单浮体振荡水柱技术规则波电池负载下最高转换效率达到35.6%、随机波电池负载下最高转换效率达到26.7%,已同风电效率相当,是我国第一份由第三方出具的有关波浪能高效转换技术的检测报告,处于国际领先水平。预期波电总转换效率有望超过50%。
技术成熟后,一座装机容量350kW、总重212.8吨、迎浪宽10.5米波浪能电站,产品成本500万,单价1.43万/kW(低于海上风电1.6万/kW),
在入射波平均功率密度22.26kW/m(南海常见浪)、波电转换效率达到35%条件下,年发电量:10.5m×22.26kW/m ×35%×24h/d×365d=71.6万度(年发电小时数:1790小时),海岛电价:按2元/kWh计,3.5年收回成本,按3元/kWh计,2.5年收回成本。该技术可单机、多机、定点、流动、近海、深海、小功率、大功率发电和海水淡化等多种形式使用,商业前景广阔。
相关技术目前已获授权发明专利3个,受理专利4项,正在申报专利7项。男,1965年3月出生,博士,中国科学院广州能源研究所研究员,海洋能研究室副主任,博士生导师。
二十年来,主要从事波浪能技术研究,包括波能装置的水动力学计算、转换优化理论和自动控制等方面的研究,主持了1项中国科学院A类战略性先导科技专项子课题、1项863课题、3项国家自然科学基金课题、1项国家海洋可再生能源专项基金项目课题,是1项国家科技支撑计划“100kW漂浮式波浪能电站关键技术研究与示范”课题副组长,1项国际合作项目第2负责人,先后作为主要骨干参加了国家“十五”“十一五”863计划资助项目、国家自然科学基金项目、中国科学院知识创新工程重要方向资助项目、广东省科研课题等20多项,取得了较好的成绩。
在国际刊物Renewable and Sustainable Energy Reviews、Renewable Energy、Journal of Waterway, Port and Coastal Engineering, ASCE、International Journal of Engineering Science、Ocean Engineering、国内EI刊物《中国科学》、《哈尔滨工程大学学报》、《船舶力学》、《电力系统自动化》、《电力自动化设备》、《振动与冲击》等有影响的杂志上发表论文近70篇,申请发明专利近20项,获省部级二等奖1项。
在国家相关基金课题支持下,主持完成了我国首座10kW(28吨)、20kW(45吨)漂浮直线发电波浪能样机(双浮体)的研制并成功投放发电,2011年以7.17kW最高发电记录打破了1996年我国漂浮式波浪能发电装置保持了15年最大发电5.7kW的历史记录。经过近20年的理论、实验和实海况试验研究,深刻认识和理解了单浮体振荡水柱波浪能利用技术在实现低成本、高可靠、高效率和简易维护等方面的可能性和重要性。近期本人领导的团队实验研究表明,结合最先进的空气透平技术,在实海况条件下单浮体振荡水柱技术有望实现从波浪能到电能达到甚至超过50%的转换效率,高于风电的转换效率,发电成本有望低于海上风电,处于国际领先水平。本人目前及将来主要致力于单浮体振荡水柱波浪能转换理论和技术研究。