[湛江,2025 年 7 月 27 日] 近日,广东海洋大学攀海新能源团队研发的波浪能发电装置在南海部分海上平台成功试用。历经五年攻关,该装置实现 42% 的发电效率,每日可生产淡水 25 吨,为远海作业的水电补给困境带来了创新性解决方案。
行业需求迫切,传统技术难担重任
当前,全球远洋作业市场呈现持续扩张态势,2022-2026 年保持稳步增长,预计 2026 年市场规模将达到 3000 亿元。随着海洋资源开发的不断推进,海上水电需求也同步大幅上升。然而,深远海作业面临着严峻的水电补给挑战:作业平台远离陆地,燃料和淡水的获取十分困难。传统的船运补给方式成本高昂、耗时久、流程繁杂,且极易受到海况影响。
波浪能和太阳能作为海洋中储量丰富的可再生资源,本是结合起来用于发电和海水淡化的理想选择。但传统波浪能装置存在诸多弊端,发电效率仅为 24%,淡水供应能力不足,运行稳定性也较差,这些问题严重制约了深远海开发的进程。值得庆幸的是,国家对海洋经济高度重视,《关于推动海洋能规模化利用的指导意见》中明确提出,到 2030 年要建成一批海岛多能互补电力系统和海洋能规模化示范工程,这为波浪能的开发利用提供了强有力的政策支撑。
多项技术创新,破解行业难题
1. 径向磁场调制升频技术提效显著
传统波浪能装置由于低速波浪与发电机转速不匹配,发电效率普遍低于 25%,能量损耗高达 13.5%。攀海新能源团队研发的径向磁场调制升频技术,通过优化永磁体排列方式设计出径向磁场调制结构,将传动比从 1:1 大幅提升至 1:4。
该技术的核心原理是利用磁场调制器缩短从动永磁体波长、提高电磁波频率,凭借 “同性相斥、异性相吸” 的磁力驱动从动永磁体转动,增加了切割磁感线的次数,最终使发电效率提升至 42%,能量损耗降至 4.5%。目前,该技术已获得国家发明专利,为波浪能向电能的高效转化提供了坚实的技术保障。
2. 波光双能互联制淡技术节能高效
针对传统海上制淡装置能耗高、供应不稳定的问题,团队研发出波光双能互联制淡技术,实现了波浪能与太阳能的协同利用。
其工作流程分为两个步骤:首先,利用波浪能驱动海水压缩产生高压蒸汽;接着,通过太阳能辅助加热高压蒸汽,进一步降低制淡过程中的能耗。测试数据表明,该系统日均制淡电耗仅为 130 千瓦时,远低于传统反渗透技术的 225 千瓦时,日产淡水量可达 25 吨。这项技术通过 “电能淡水联产” 模式,大幅提高了海上淡水供应的稳定性,相关专利也为其商业化应用铺平了道路。
3. 二元储气智能联供技术保障稳定
为应对海上极端风浪天气对设备运行造成的影响,团队开发了二元储气智能联供技术,将波浪能转换为气压能进行储存和调控。
该系统通过活塞对气体进行二元压缩,把高压气体存储在多级储气室中,再借助智能储气分配系统调控充放电过程。这项技术不仅增强了设备对复杂海况的适应能力,更保障了海上作业的持续能源供应,相关专利凸显了其技术的独创性。
技术研发历程,从实验室走向应用
攀海新能源团队经过多年的积累和技术迭代,实现了从 0 到 1 的突破。早期,团队依托广东海洋大学及相关重点实验室的资源,完成了多项国家级大创项目,积累了扎实的理论基础。2023 年至 2024 年 4 月,团队聚焦技术攻关,成功研发出磁力升频、双能制淡、二元储气等核心技术。2024 年 9-11 月,团队在湛江湾开展实地测试,吴步进、冯俊升等成员参与调试工作,设备的各项指标通过了深圳市第三方检测机构的验证,符合国家标准。
产品落地后,在南沙群岛海域平台进行了三个月的试点应用,助力合作企业生产效率提升 60%,累计产水 70 万吨、产电 50 万度,每天节省电力成本约 200 元;在西沙群岛与中集海洋工程有限公司合作,显著提高了发电效率和波浪能利用率;为东莞市远洋石油化工有限公司降低电力成本 45%、产水能耗 40%,日均减碳 109.6 千克。截至 2025 年,团队已与中国海油、广东粤电等企业签订了总金额 247 万元的订单,5 台装置已交付使用,另有 8 台正在生产中,实现了从技术探索到商业落地的跨越。
未来发展规划,拓展海洋能源潜力
团队计划继续优化装置的成本控制和维护方案,开发更易于维护的版本,以适应多样化的海上场景。同时,依托现有的技术积累和市场合作基础,未来将进一步拓展在海上科研监测、能源开采、交通运输等领域的应用,推动海洋能的规模化利用,助力国家实现 2030 年海岛多能互补电力系统建设的目标。