從空中俯瞰,在舟山南部海域兩座小島之間的“喇叭口”地帶,坐落著一個(gè)形似小提琴的平臺(tái)。這個(gè)看似不起眼的平臺(tái)其實(shí)是我省完全自主研發(fā)的LHD海洋潮流能發(fā)電項(xiàng)目。
該項(xiàng)目總工程師林東表示,“世界上其他潮流能發(fā)電都還在‘三天打魚兩天曬網(wǎng)’的階段,最長持續(xù)發(fā)電時(shí)間不過三個(gè)月左右?！倍刂?月25日,該平臺(tái)上安裝的首批1兆瓦機(jī)組已經(jīng)并入國家電網(wǎng)兩周年,并持續(xù)發(fā)電15個(gè)月,還在不斷刷新著“世界之最”。
水下獲取“潮能”
涉足潮流能之前,林東已是業(yè)界聞名的“牛肉干大王”,可林東遞給記者的名片上,卻找不到“綠盛”的痕跡,取而代之的是“LHD海洋潮流能發(fā)電項(xiàng)目總工程師”。
一個(gè)由民營企業(yè)家率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)是怎么做到這一點(diǎn)的?“也許正因?yàn)槲覀兪呛髞碚?沒有受到固有研究路徑的束縛,讓劍走偏鋒、彎道超車變成了現(xiàn)實(shí)。”林東說。
2009年,林東將目光投向了新能源領(lǐng)域?？疾爝^風(fēng)能、太陽能、潮流能等各種新能源之后,他選擇了潮流能發(fā)電這一新興產(chǎn)業(yè)。
隨后,林東在美國洛杉磯成立了聯(lián)合動(dòng)能科技有限公司,與美國南加州大學(xué)流體力學(xué)專家黃長征、新材料領(lǐng)域?qū)＜叶∨d者一起組建科研團(tuán)隊(duì),開始了海洋潮流能發(fā)電項(xiàng)目的研發(fā),林東擔(dān)任項(xiàng)目總工程師。
月球引起了潮漲潮落,賦予了潮水巨大的動(dòng)能。和風(fēng)車捕捉風(fēng)能一樣,林東團(tuán)隊(duì)需要尋一種方法在水下獲取“潮能”。
而擔(dān)當(dāng)此項(xiàng)任務(wù)的裝置,是水下渦輪機(jī)。“這種裝置并不復(fù)雜,原理也簡單,你可以把它想象成安在海底的風(fēng)車。風(fēng)車葉片連著齒輪箱,齒輪箱連著發(fā)電機(jī)。當(dāng)潮水襲來,渦輪機(jī)就轉(zhuǎn)起來帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能再通過電纜傳到岸上匯入電網(wǎng),送至千家萬戶。”
經(jīng)過數(shù)年的研發(fā)和攻關(guān),2016年1月12日,世界首臺(tái)“3.4兆瓦LHD模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組”總成平臺(tái)正式啟動(dòng)下海;同年8月26日,首批兩套1兆瓦渦輪發(fā)電模塊機(jī)組正式并入國家電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)電、穩(wěn)定發(fā)電、并入電網(wǎng)三大跨越。
自2017年5月25日開始,該機(jī)組實(shí)現(xiàn)全天候連續(xù)發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行,成為了目前世界上唯一一臺(tái)實(shí)現(xiàn)全天候連續(xù)運(yùn)行的兆瓦級(jí)潮流能發(fā)電機(jī)組。而在此前,世界上最先進(jìn)的潮流能機(jī)組由GE、勞斯萊斯、阿爾斯通三家國際巨頭聯(lián)合研發(fā),裝機(jī)功率1兆瓦,該機(jī)組最長發(fā)電并網(wǎng)時(shí)間未超過4個(gè)月。
持續(xù)發(fā)電領(lǐng)跑世界
“3.4兆瓦LHD模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組”系統(tǒng)群包括了總成平臺(tái)系統(tǒng)、雙向調(diào)節(jié)水輪機(jī)渦輪系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)、增變速系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)等15大系統(tǒng),共獲得國際國內(nèi)專利58項(xiàng),其中發(fā)明專利22項(xiàng),擁有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
據(jù)國家海洋技術(shù)中心組織的專家委員會(huì)鑒定:LHD項(xiàng)目達(dá)到國際領(lǐng)先水平。中國也因此成為繼英國、美國之后,世界第三個(gè)全面掌握潮汐能發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的國家,但在持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電并網(wǎng)時(shí)間上,我省LHD海洋發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)領(lǐng)跑世界。
“每個(gè)系統(tǒng)都是一個(gè)世界性的課題。”林東自豪地說,“這些技術(shù)都是我們自己的團(tuán)隊(duì)研發(fā)攻克的?！?/p>
記者了解到,在潮流能發(fā)電應(yīng)用方面,國際主流技術(shù)一般通過把發(fā)電機(jī)和渦輪結(jié)合在一個(gè)裝置內(nèi),錨定在海底的方式來發(fā)電,雖然結(jié)構(gòu)更精密體積更小,但由于水中情況復(fù)雜,穩(wěn)定性難以保證。
“其實(shí)利用潮流能發(fā)出電來并不難,難在持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電?！?項(xiàng)目副總工程師陳振東表示,水的密度遠(yuǎn)大于空氣密度,與風(fēng)電相比,相同條件下轉(zhuǎn)速、受力面積相同時(shí),渦輪機(jī)會(huì)產(chǎn)生更多電能,但也意味著渦輪機(jī)要承受更多的“折磨”?！半姍C(jī)放在水下一旦吸入沙子或者其他垃圾便會(huì)罷工,維修起來不但麻煩成本也很高?！?/p>
最終,LHD團(tuán)隊(duì)摸索出一條完全顛覆性的技術(shù)路徑,以水輪機(jī)渦輪集成模式為突破口,攻關(guān)解決了潮流能發(fā)電設(shè)備大型化的技術(shù)瓶頸。“我們通過平臺(tái)化的方式,把渦輪放在水下,電機(jī)留在水面上,同時(shí)利用平臺(tái)的水下結(jié)構(gòu)為渦輪導(dǎo)流,保證了發(fā)電的效率,有效破解了海上安裝、運(yùn)行維護(hù)、垃圾防護(hù)、電力輸送等關(guān)鍵問題。”
今年5月,國家海洋局向LHD發(fā)出了一張1兆瓦機(jī)組的設(shè)備采購訂單,價(jià)值7200萬元。林東還向記者透露,目前已與加拿大團(tuán)隊(duì)簽訂了初步協(xié)議,預(yù)計(jì)明年,LHD的設(shè)備將走出國門。
