如何让取之不尽的海洋波浪变为稳定廉价的绿色电力?青岛科技大学“聚浪成电”团队用一项项技术创新给出答案——将传统波浪能发电装置能量转化率提升至63%,为海岛供电等场景提供全新解决方案。
从“痛点”出发:破解波浪能发电三大难题
我国拥有450余个有居民常住海岛,约452万居民和驻岛官兵长期面临供电不稳定的困境。2019年台风“利奇马”导致大连石城岛、王家岛电力中断近60小时;2024年台风“摩羯”又让涠洲岛停电4天,通信中断、交通混乱……这些现实场景让“聚浪成电”团队下定决心:用技术解决海岛用电难题。
然而,波浪能发电长期面临“三低”困境:能量转化效率低、可靠性低、技术成熟度低。调查数据显示,我国波浪能发电成本是常规热发电成本的10至12倍,严重制约了其规模化应用。
三大核心技术突破,交出满意答卷
团队从透平结构优化、AI智能匹配、储能控制三个维度展开攻关。
首先是叶片布局方式的创新。 通过大量仿真分析与实验验证,团队找到了最优动叶片稠度和叶片稠度比,使定常效率较原始透平提高11.4%。同时,将动叶片逆时针扭转5°至7.5°,让透平在复杂海况下保持最高平均效率,效率再增9.2%。
其次是垂态AI大模型的引入。 团队整合海洋科学研究院提供的数据库,运用多目标强化学习算法,建立了海况与叶片布局的智能匹配模型。输入实时波高、周期等参数,模型即可输出最优透平类型及转速策略,使透平平均效率再提升17.4%。
第三是储能控制的改进。 针对波浪能发电出力不稳定的难题,团队研发了改进型ADRC储能控制模型,通过超级电容与蓄电池协同架构,提升电流输出稳定性,为波浪能并网提供了可靠支撑。
从实验室到实海
技术成果正加速落地。目前,团队已申请发明专利9项、实用新型专利9项、软件著作权2项,相关技术经查新确认:国内未见相同文献报道。
在青岛、威海等地的实海测试中,装置持续稳定运行30天以上,用户反馈显示“透平转化效率稳定在60%以上,具备较强环境适应性”。
“一岛一策”:定制化破解海岛能源困局
针对我国岛屿分散、海况各异的特点,团队提出“一岛一策”定制化方案:根据岛屿水文数据深度定制系统,转化效率提升23%以上;核心部件实现无故障运行超10万小时;施工周期压缩40%。
这一模式正推动波浪能从实验室走向产业化。
青春力量:为海洋强国注入绿色动能
“聚浪成电”团队由青岛科技大学机电工程学院、经济与管理学院、信息学院、法学院等多学科学生组成,在杨奉儒、崔莹、李松梅等老师指导下,将创新成果写在祖国蔚蓝的海疆上。
团队的研究成果已获得《人民日报》等10余家主流媒体报道,社会曝光量超过50万次。从实验室的仿真模拟,到风洞平台的反复验证,再到实海工况的稳定运行,“聚浪成电”团队用一次次突破证明:大学生创新创业,同样可以解决真问题、创造真价值。



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