從空中俯瞰,在舟山南部海域兩座小島之間的“喇叭口”地帶,坐落著一個形似小提琴的平臺。這個看似不起眼的平臺其實是浙江省完全自主研發(fā)的LHD海洋潮流能發(fā)電項目。
該項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)電時間不過三個月左右!倍刂8月25日,該平臺上安裝的首批1兆瓦機組已經(jīng)并入國家電網(wǎng)兩周年,并持續(xù)發(fā)電15個月,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)電項目總工程師”。
一個由民營企業(yè)家率領的研究團隊是怎么做到這一點的?“也許正因為我們是后來者,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!绷謻|說。
2009年,林東將目光投向了新能源領域?疾爝^風能、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)合動能科技有限公司,與美國南加州大學流體力學專家黃長征、新材料領域?qū)<叶∨d者一起組建科研團隊,開始了海洋潮流能發(fā)電項目的研發(fā),林東擔任項目總工程師。
月球引起了潮漲潮落,賦予了潮水巨大的動能。和風車捕捉風能一樣,林東團隊需要尋一種方法在水下獲取“潮能”。
而擔當此項任務的裝置,是水下渦輪機。“這種裝置并不復雜,原理也簡單,你可以把它想象成安在海底的風車。風車葉片連著齒輪箱,齒輪箱連著發(fā)電機。當潮水襲來,渦輪機就轉(zhuǎn)起來帶動發(fā)動機運行。發(fā)電機產(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“3.4兆瓦LHD模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機組”總成平臺正式啟動下海;同年8月26日,首批兩套1兆瓦渦輪發(fā)電模塊機組正式并入國家電網(wǎng),實現(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,該機組實現(xiàn)全天候連續(xù)發(fā)電并網(wǎng)運行,成為了目前世界上唯一一臺實現(xiàn)全天候連續(xù)運行的兆瓦級潮流能發(fā)電機組。而在此前,世界上最先進的潮流能機組由GE、勞斯萊斯、阿爾斯通三家國際巨頭聯(lián)合研發(fā),裝機功率1兆瓦,該機組最長發(fā)電并網(wǎng)時間未超過4個月。
持續(xù)發(fā)電領跑世界
“3.4兆瓦LHD模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機組”系統(tǒng)群包括了總成平臺系統(tǒng)、雙向調(diào)節(jié)水輪機渦輪系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)、增變速系統(tǒng)及發(fā)電機組系統(tǒng)等15大系統(tǒng),共獲得國際國內(nèi)專利58項,其中發(fā)明專利22項,擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)。
據(jù)國家海洋技術(shù)中心組織的專家委員會鑒定:LHD項目達到國際領先水平。中國也因此成為繼英國、美國之后,世界第三個全面掌握潮汐能發(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)時間上,浙江省LHD海洋發(fā)電項目已經(jīng)領跑世界。
“每個系統(tǒng)都是一個世界性的課題。”林東自豪地說,“這些技術(shù)都是我們自己的團隊研發(fā)攻克的。”
記者了解到,在潮流能發(fā)電應用方面,國際主流技術(shù)一般通過把發(fā)電機和渦輪結(jié)合在一個裝置內(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,但由于水中情況復雜,穩(wěn)定性難以保證。
“其實利用潮流能發(fā)出電來并不難,難在持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電! 項目副總工程師陳振東表示,水的密度遠大于空氣密度,與風電相比,相同條件下轉(zhuǎn)速、受力面積相同時,渦輪機會產(chǎn)生更多電能,但也意味著渦輪機要承受更多的“折磨”。“電機放在水下一旦吸入沙子或者其他垃圾便會罷工,維修起來不但麻煩成本也很高!
最終,LHD團隊摸索出一條完全顛覆性的技術(shù)路徑,以水輪機渦輪集成模式為突破口,攻關(guān)解決了潮流能發(fā)電設備大型化的技術(shù)瓶頸!拔覀兺ㄟ^平臺化的方式,把渦輪放在水下,電機留在水面上,同時利用平臺的水下結(jié)構(gòu)為渦輪導流,保證了發(fā)電的效率,有效破解了海上安裝、運行維護、垃圾防護、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1兆瓦機組的設備采購訂單,價值7200萬元。林東還向記者透露,目前已與加拿大團隊簽訂了初步協(xié)議,預計明年,LHD的設備將走出國門。(記者 陳鋮)
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傅煒如