海洋可再生能源发电项目投资立项报告可研报告

最早的波浪能发明专利是年法国人吉拉德父子获得的，他们尝试为种可以附在漂浮船上的巨大杠杆申请了专利，它可以随海浪起波动来驱动岸边的水泵和发电机年，世界上第台小型气动式波浪能发电装臵发明。

年，英国在苏格兰的艾莱岛建造了座的振荡水柱波力电站年，世界上首台商用波浪发电机在英国克莱德河口海湾发电，容量达年，在苏格兰伊斯雷岛附近建成波浪发电厂并开始运行，生产能力为年，在苏格兰奥克兰群岛上设立欧洲海洋能量中心，这是全球首座海洋能量试验场，它将对新型海洋能源技术和设备进行试验和推广。

年，欧洲海洋能量中心正式启动新研发的海浪能源系统。

英国也正在建造兆瓦巨蟒装臵，计划于年建成运行。

到目前为止，世界上已有日本英国爱尔兰挪威西班牙瑞典丹麦印度美国等国家相继在海上建立了波浪发电装臵。

苏格兰的自动气象站波浪能转换器是个固定于海底的圆筒形浮子，位于波浪中的充气套管与底部的缸体做上下相对运动，将动能转化为电能。

当个波峰带到来时，缸顶与上部浮子压缩气缸来平衡压力，相反，波峰过后，汽缸膨胀。

这种相对运动在浮子下部的缸筒内转换为电流，通过液压系统及电动发电机组发电。

在大西洋北部，在具有连续输出平均功率高达兆瓦的惊涛骇浪中，自动气象站负荷率达到。

虽然国内外波浪能发电装臵的研究与开发已取得了定的成果，但是与太阳能风能等清洁能源利用装臵相比，现阶段波浪能发电并没有普及，主要存在能量转换困难效率低下成本高和工程性差等问题。

更为重要的是，这些装臵大都安装在海岸上，未能应用到离岸工作的海洋观测设备上。

在国内，中国科学院广州能源研究所等单位，在利用海洋能供电技术方面进行了深入研究。

通过上海市教委重点项目等的支持，上海海洋大学海洋工程研究所也已经对海洋能基本发电机理转换机构电能存储与使用，并开发除了波浪能和潮流能样机，与海床基等离岸观测设备的需求对接电能水下传输等技术进行了深入研究。

波浪能发电在海洋观测设备上的应用海床基设备是种在海底工作自动监测海洋环境各种参数的装臵。

可布设于河口港湾或者近海海底，对悬浮泥沙参数以及引起悬浮泥沙运移的海洋动力参数进行长期同步自动测量，为分析研究各种海洋动力条件下特别是大风浪条件下悬浮泥沙的运移规律提供资料。

它对于海洋工程建设航道疏浚海港整治水下管缆铺设海上安全作业和海洋动力沉积学研究等均有重要的意义。

目前，海床基上观测设备电能供给都是自带能源，主要靠蓄电池，有些设备用太阳能发电给蓄电池充电。

而海床基当前最大太阳能供能，太阳板已处于极限。

而且太阳能发电强烈依赖天气和发电设备的位姿，比如在梅雨季节无法发电，在南方阴雨大雾天气，都无法正常工作。

另方面，蓄电池容量也是有限的，般使用个月，需要捞起维护，成本高。

离岸设备又无法通过电缆供电，不能满足新型海洋观测仪器增加，迫切需要开发新的能源供给。

本项目面向实时传输海床基设备，研究基于波浪能等海洋新能源的小型模块化供电装臵及系统，突破现有波浪能发电技术，实现波浪能稳定持续长时间地为海洋观测设备供电，可以解决离岸海床基设备的连续稳定供电问题延长离岸观测设备的免维护周期同时，该发电装臵也可以轻易地扩展到其它应用领域，为研究具有我国自主知识产权的海洋经济开发及海洋军事维权装备和关键技术做出应有的贡献。

海床基海洋动力环境自动监测系统集声光机电于体，可在恶劣环境下长期监测风浪潮流等动力环境背景和温盐水质海洋要素。

可以为近岸工程海上平台港湾建设提供前期调查服务。

为军事海洋学研究服务。

经进步开发，可组成用于不同目的的水下综合测量系统。

对渤海环境进行全面的长期地监测。

海床基海洋动力环境自动监测技术是种有效的手段。

目前，在渤海区域内布设套海床基海洋环境自动监测站系统大连蓬莱线四套，渤海内布设四套对研究渤海的自净化能力和对渤海的治理决策将提供科学依据。

对于长期监测台湾海峡的海洋动力环境服务军事和国民经济都具有重要的意义。

我国海军也提出对海洋动力参数测量的要求，用于海军海上试验场区海洋环境长期观测。

近几年在我国沿海多次发现国外投放的水下海洋动力参数监测系统，这主要是为军事服务的。

海床基海洋环境自动监测站系统如下图论文篇以上申请发明专利项以上，完善海洋能研究团队，培养研究生名。

提供项目总结报告和具有前瞻性的海洋能开发建议报告各份，完成项目鉴定。

五项目技术方案总体设计工艺流程技术路线关键技术技术难点及创新点等技术路线项目技术路线，如图所示。

对波浪能发电装备进行水槽试验，模拟不同海浪状态下，测试装臵的原理及其结构设计的合理性流体动力性能量转换率电能传输性等技术性能，在水槽试验的基础上对上述指标进行修正和优化。

并在东海三门湾选址，进行初步海上试验，获取实际数据和资料，与理论数据和水槽测试数据进行对比分析。

海床基海洋能供电系统总体设计现有波浪能发电装置的改进设计波浪能发电装置及控制系统的设计能量转换与稳压系统设计能量转换及电能后处理系统设计水槽实验与海上实验方案设计安全系统设计基于的水动力分析与优化设计协同供电系统实现能源管理系统设计模块化电能需求分析与观测设备接口设计可变频控制系统的设计设计理论的迁移与新方案的设计低功耗电源管理与安全系统设计样机制造与测试故障检测与运行监测系统的设计与实现水槽实验的设计系统的改进布址设计海上试验测试数据的分析整套系统的改进装置的试运行与结题工作图技术路线拟解决的关键问题高效波浪能发电装臵的设计和样机制造对于可再生能源来说，高效转换技术是本项目需要解决的关键，由于波浪的不稳定性导致转换装臵经常处于非设计工况。

本研究方面要解决吸收装臵的变频变幅问题。

基于水动力计算，设计变频变幅的吸收装臵控制系统，使供电装臵工作在设计工况附近，提高吸收转换效率。

另方面要解决能量匹配问题。

正确设计与吸收装臵运动相匹配的能量转换系统，制造出样机，使能量的转换高效稳定可靠。

电能质量检测与控制技术及能源管理研究新型电能质量分析信号处理算法，实现在线电能质量指标参数测量，为电能传输智能分配储能装臵的充放电控制策略设计提供重要依据研究储能装臵的充放电控制系统低能耗电源供给技术，提高波浪能发电系统运行稳定性可靠性。

供电装臵的小型模块化与海床基系统的集成研究波浪能发电装臵电能质量管理装臵面向海洋浮标各监测设备的波浪能发电低损耗能源供给技术接驳盒仪器即插即用技术控制系统的小型化模块化，实现海床基等观测设备高效集成，为离岸工作的海床基等观测设备提供能源供应。

创新点本项目结合海床基海洋等离岸海洋观测设备对电能的实际需求，在前期成果的基础上，通过产学研通力合作，对已有技术进行集成，研究开发出小型和模块化波浪能发电低损耗能源供给装备，为海洋可再生能源开发利用提供装备和技术支持。

具有较高的科学技术含量地区特色和推广应用价值。

解决海床基海洋等离岸海洋观测设备持续和长时间供电的难题。

目前离岸的用于航标灯的小型波浪能发电装臵使用的主要是空气透平的转换方式，并且是半波输出，效率较低，约为左右。

本项目设计的供电装臵基于水动力学分析基础，具有变频变幅的振荡浮子式吸收装臵，具有与吸收装臵最匹配的安全可靠稳定转换装臵，实现全波输出，从而获得转换效率的极大突破。

实现波浪能稳定持续长时间地为离岸海洋观测设备供电。

波浪能高度不稳定导致电能输出不稳定，为稳定持续地为海洋观测设备提供电力，需要对转化后的电能进行后处理。

电能质量测控系统持续在线监测海浪能发电系统各种参数并实现故障预测与部分自修复功能，根据检测结果适时逆变切换通过对储能装臵进行合理地充放电，使海床基海洋等离岸海洋观测设备免维护周期延长为原来的倍以上，考虑到中国在制造成本上的优势，发展外向型的波能利用行业大有可为。

六项目组织管理项目实施组织管理项目组织实施方式及组织管理措施主要以现有的海洋工程研究所为平台来统组织，并实施项目。

海洋工程研究所设立所长名，副所长三名。

下设海洋新能源研究室海洋测控技术研究室海洋装备设计研究室海洋装备制造研究室海洋功能材料研究室和海洋工程系统分析与优化研究室，每个研究室设立正副主任各名，负责项目的日常组织实施。

召集项目组成员每月召开次学术研讨会，统思想，集中资源，推进研究目标的实施，指导下月研究重点。

具体措施如下建立激励机制，调动科研人员积极性所内大多数科研人员边从事科研边从事教学，没有过多地自由参与其他部门的科研活动。

通过制度设计，让科研人员成为于专业甚至学科之外的体，不仅可以自己进行些基础研究，也可以主动或被聘请参加些本部门或外部门的科研活动。

有效的激励机制能激发研究者的内在动力，显著提高研究成果的完成率课题立项产出率等。

我们要本着尊重科学鼓励创新的根本原则，结合本校实际，从目标激励管理激励协作激励竞争激励团队激励等方面设臵全面的激励措施，适当加大奖励力度。

同时，要充分考虑到知识分子的职业特点文化心理，采取多种手段进行奖励，不仅重视物质奖励，更要注重精神奖励。

改革项目投入与产出的导向提倡做连续支持的项目，要形成集体攻关项目。

着力培养优秀的科研人才，通过优秀的科研项目培育优秀的科研队伍，为优秀成果的生产奠定基础。

严把课题鉴定关，既要控制优秀率，又要鼓励做出精品力作的优秀科研人员，实现申请项目和做好项目之间的良性循环。

项目质量保证体系和控制措施项目质量保证体系是科研管理工作的重要组成部分，是推动科研项目持续健康发展的重要手段和保障。

科研管理工作只有坚持以科研目标为导向，营造诚信宽松的科研氛围，创新管理机制提高管理队伍素质完善项目质量评价体系，才能为项目的实施发挥重要作用。

将项目的科研成果纳入科研人员的年度业绩评定体系中，保质保量完成项目阶段目标。

加强学术道德和学术规范建设。

学术道德和学术规范是科学研究的基本伦理规范，是提高学术水平和研究能力的重要保证，对增强自主创新能力促进学术繁荣发展具有不可忽视的重要作用。

评价科研成果及转化。

实行科研成果转化的多元化投入，促进政府企业社会对科研成果转化的需求。

七项目实施计划进度水动力学计算，确定吸收装臵设计方案。

确定转换装臵和发电装臵设计方案。

确定波浪能发电系统电源后处理管理系统设计。

完成面向海床基波浪能供电装臵的总体方案论证，确定总发电装臵控制系统设计。

能源管理系