高效高可靠高性价比的气动式波浪能发电成套装备

一、项目介绍

1. 痛点问题

现有波浪能发电装置，普遍存在着：可靠性低、生存力弱、以及效率低、频响宽度窄而使平准化度电成本居高不下。这些痛点问题制约着波浪能发电技术的产业化发展。

2. 解决方案

针对上述痛点问题，创建了装置释能和锚系吸能联合减载强安全系统，解决了装置可靠性低的问题；发明了气动式波浪能发电的宽频高效技术，解决了装置效率低和频响宽度窄的问题；发明高效能量提取与电能转换及控制技术，提高了装置的能量转换效率，从而实现了波浪能发电的高效、宽频和可靠运行，形成自主创新高性价比的气动式波浪能发电核心技术。

图1 第一代气动式波浪能发电装置

图2 第二代气动式波浪能发电装置

3. 竞争优势分析

气动式波浪能发电系统关键技术与国内外同类技术相比在波浪能俘获宽度比、俘获宽度比60%时的频响宽度、极端海况最大气动能与常海况平均气动能之比、电能转换效率分别提高了13.6%、70.4%、73.3%和0.4-5.4%。

多项关键技术构成了气动式波浪能发电的核心技术体系，推动了波浪能发电装置产业化。相比于液压传动式波浪能发电装置和传统的振荡水柱式波浪能发电装置，WaveLoong®波力发电系统具有安全可靠、宽频高效、适应广泛、布设简便、易于维护、性价比高等优势。

在深远海应用场景中，WaveLoong®波力发电系统相比海上漂浮风电技术、海上漂浮光伏发电技术、柴油发电技术等形式的发电装置，同样存在着明显的经济优势。

4. 市场应用前景

据测算，全球波浪能可开发量达7.0TW，其中近岸可开发波浪能达1.0TW，我国近岸可开发量达147GW，相当于6.5个三峡的装机容量。此外，我国现有500㎡以上岛屿达6536座，海洋各类平台达3000多个，海洋养殖面积二百多万公顷，海上各类设备装备数十万台。

经初步估算，仅南海新建人工岛礁和无人岛屿，波浪能发电设备销售的市场规模近万亿，全球的达7万亿元；未来我国远海岛礁、海上养殖、并网发电的电力市场规模达3千亿元/年，全球的达12万亿元/年。应用前景光明。

5. 发展规划

拟通过成立公司形式进行转化，未来公司的发展将分为四个阶段，分别是建设准备阶段、定制化投产阶段、规模化量产阶段、扩张阶段。

6. 知识产权情况

已获得八项专利授权。

二、合作需求

1）资金需求；2）场地需求；3）平台建设支持；4）产业基金支持；5）产业政策支持。

三、团队介绍

本成果的科研团队来自清华大学水利系，长期从事波浪能发电装置的研发。通过十余年不懈努力，成功突破了波浪能转换效率低、频响宽度窄、可靠性低和平准化度电成本高的瓶颈，实现了气动式波浪能发电装置的高效、宽频和高可靠运行。该技术成果在气动式波浪能发电系统从浪至电全过程分析方法、装置高效可靠和强生存力方面达到世界领先水平，获得包括第 75届德国纽伦堡国际发明金奖、第九届国际新科学发明最佳研究者奖、第6届国际功能材料与结构力学研究奖、第49届瑞士日内瓦国际发明最高奖-特别嘉许金奖、中国发明协会发明创新奖一等奖、第十二届中国技术市场协会金桥奖一等奖等。

成果编号：20240121