国内首台,海试成功

中国科学报 · 经八阕原文

近日,哈尔滨工业大学(威海)海洋工程学院教授何广华课题组研制的“潜能1号”完成海上试验。这是我国首台超低速海流能原位自供电实时通信样机,填补国内相关技术空白,为我国深海观探测装备自主供能提供了新方案,助力海洋强国建设。

“潜能1号”投放入水 哈尔滨工业大学(威海)供图 海洋观探测装备是我国认知深海、开发利用海洋资源的基础载体。当前,深海潜标等观测装备大多依靠一次性电池供电,存在续航短、电池更换成本高、运维难度大等短板。传统海流能发电装置难以兼顾低流速启动能力与发电效率,同时还要应对深海高压、高盐腐蚀、密封失效等工程难题,制约了原位供电技术的实际应用。针对这些瓶颈,何广华团队开展深海可靠自发电技术攻关,自主研发“潜能1号”样机,突破多项关键技术。

“潜能1号” 何广华介绍,这款样机创新采用升阻叶轮耦合的垂直轴水轮机结构。阻力叶片负责在流速很低时带动转轮启动,升力叶片则在流速较高时提升能量捕获效率,让装置能在多种海流条件下稳定工作。样机主体为不锈钢框架,搭配无刷永磁同步发电机和平面磁力联轴器,不再使用转轴直接穿透舱体的方案,从结构上避免海水渗漏;系统集成整流升降压电路与最大功率点跟踪控制模块,形成 “宽流速捕能 — 发电调控 — 安全储能” 的完整技术链路,能够把海流能量转化为电能,持续供给水下观测设备,同时保障水下实时通信。

“潜能1号”投放入水 据了解,本次海试依次开展样机布放、水下运行、发电储能、浮体收放、整机回收等全流程试验,在真实海洋环境下验证发电、储能、控制、系泊各系统协同工作性能。此次试验打通了从理论仿真、水槽模型试验到海上实海验证的完整研发链条。 实测结果显示,“潜能1号”具备低流速自启动、宽流速自适应捕能、稳压储能等性能,能够稳定为水下通信载荷供电,减少深海观测装备对一次性电池的依赖,延长装备服役周期,提升深海探测系统长期工作可靠性。

项目海试团队合影 据悉,该成果是哈工大(威海)船舶与海洋工程学科在深海装备自主保障方向的重要进展,可为我国海洋可再生能源开发、深海原位供电技术迭代积累工程数据。 何广华表示,团队将继续推进“潜能”系列样机优化,加快成果工程化转化,依托海洋科研任务,推动学科交叉创新与海洋工程人才培养,持续服务我国深海探测能力建设。

来源:中国科学报(经八阕转载) · 查看原文
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