从空中俯瞰,在舟山南部海域两座小岛之间的“喇叭口”地带,坐落着一个形似小提琴的平台。这个看似不起眼的平台其实是我省完全自主研发的LHD海洋潮流能发电项目。

该项目总工程师林东表示,“世界上其他潮流能发电都还在‘三天打鱼两天晒网’的阶段,最长持续发电时间不过三个月左右。”而截至8月25日,该平台上安装的首批1兆瓦机组已经并入国家电网两周年,并持续发电15个月,还在不断刷新着“世界之最”。

水下获取“潮能”

涉足潮流能之前,林东已是业界闻名的“牛肉干大王”,可林东递给记者的名片上,却找不到“绿盛”的痕迹,取而代之的是“LHD海洋潮流能发电项目总工程师”。

一个由民营企业家率领的研究团队是怎么做到这一点的?“也许正因为我们是后来者,没有受到固有研究路径的束缚,让剑走偏锋、弯道超车变成了现实。”林东说。

2009年,林东将目光投向了新能源领域。考察过风能、太阳能、潮流能等各种新能源之后,他选择了潮流能发电这一新兴产业。

随后,林东在美国洛杉矶成立了联合动能科技有限公司,与美国南加州大学流体力学专家黄长征、新材料领域专家丁兴者一起组建科研团队,开始了海洋潮流能发电项目的研发,林东担任项目总工程师。

月球引起了潮涨潮落,赋予了潮水巨大的动能。和风车捕捉风能一样,林东团队需要寻一种方法在水下获取“潮能”。

而担当此项任务的装置,是水下涡轮机。“这种装置并不复杂,原理也简单,你可以把它想象成安在海底的风车。风车叶片连着齿轮箱,齿轮箱连着发电机。当潮水袭来,涡轮机就转起来带动发动机运行。发电机产生的电能再通过电缆传到岸上汇入电网,送至千家万户。”

经过数年的研发和攻关,2016年1月12日,世界首台“3.4兆瓦LHD模块化大型海洋潮流能发电机组”总成平台正式启动下海;同年8月26日,首批两套1兆瓦涡轮发电模块机组正式并入国家电网,实现大功率发电、稳定发电、并入电网三大跨越。

自2017年5月25日开始,该机组实现全天候连续发电并网运行,成为了目前世界上唯一一台实现全天候连续运行的兆瓦级潮流能发电机组。而在此前,世界上最先进的潮流能机组由GE、劳斯莱斯、阿尔斯通三家国际巨头联合研发,装机功率1兆瓦,该机组最长发电并网时间未超过4个月。

持续发电领跑世界

“3.4兆瓦LHD模块化大型海洋潮流能发电机组”系统群包括了总成平台系统、双向调节水轮机涡轮系统及传动系统、增变速系统及发电机组系统等15大系统,共获得国际国内专利58项,其中发明专利22项,拥有完整自主知识产权。

据国家海洋技术中心组织的专家委员会鉴定:LHD项目达到国际领先水平。中国也因此成为继英国、美国之后,世界第三个全面掌握潮汐能发电并网技术的国家,但在持续稳定发电并网时间上,我省LHD海洋发电项目已经领跑世界。

“每个系统都是一个世界性的课题。”林东自豪地说,“这些技术都是我们自己的团队研发攻克的。”

记者了解到,在潮流能发电应用方面,国际主流技术一般通过把发电机和涡轮结合在一个装置内,锚定在海底的方式来发电,虽然结构更精密体积更小,但由于水中情况复杂,稳定性难以保证。

“其实利用潮流能发出电来并不难,难在持续稳定发电。” 项目副总工程师陈振东表示,水的密度远大于空气密度,与风电相比,相同条件下转速、受力面积相同时,涡轮机会产生更多电能,但也意味着涡轮机要承受更多的“折磨”。“电机放在水下一旦吸入沙子或者其他垃圾便会罢工,维修起来不但麻烦成本也很高。”

最终,LHD团队摸索出一条完全颠覆性的技术路径,以水轮机涡轮集成模式为突破口,攻关解决了潮流能发电设备大型化的技术瓶颈。“我们通过平台化的方式,把涡轮放在水下,电机留在水面上,同时利用平台的水下结构为涡轮导流,保证了发电的效率,有效破解了海上安装、运行维护、垃圾防护、电力输送等关键问题。”

今年5月,国家海洋局向LHD发出了一张1兆瓦机组的设备采购订单,价值7200万元。林东还向记者透露,目前已与加拿大团队签订了初步协议,预计明年,LHD的设备将走出国门。