海上波浪有效波高是怎么得出值的(近二十载痴迷研究波浪能)(1)

人物简介

盛松伟 中国科学院广州能源研究所海洋能研究室主任,博士、研究员。中国海洋学会理事,中国自然资源学会海洋资源分会副主任委员。

2002年开始从事海洋波浪能开发利用技术研究。主持多项国家科技项目,成功研发出了鹰式波浪能发电技术和半潜式波浪能养殖旅游平台技术,分别获中国、美国、英国、澳大利亚发明专利和中国、欧盟、日本、加拿大发明专利;获2019年广东省技术发明一等奖(第一完成人)、2015年海洋科学技术二等奖(第一完成人)。

在能源危机日益严重的时代,开发利用可再生能源迫在眉睫,无形的风,太阳能,就连终日惊涛骇浪的大海中也蕴藏着巨大的能量。有人为此持续钻研,耗费了近20年的心血,带领团队不断改进,最终成功研发出了被称为“鹰头”的吸波浮体,完美地成为一名“捕浪高手”。他是中科院广州能源研究所研究室主任盛松伟,也是2020年十大南粤工匠获得者之一。在他看来,“工匠精神就是要专注。”

初入行时研究波浪能的人很少

科研路上充满挑战

“2002年刚刚接触这份工作的时候,做波浪能研究的人还是很少,当时整个行业还处于摸索阶段。”回忆起一路的经历,盛松伟颇为感慨。

据介绍,大多数海岛远离大陆,以柴油来发电,容易污染生态环境。如何通过海洋资源开发,制造出可靠、安全和清洁的可再生能源成为了研究人员的首要工作任务。实际上,盛松伟所在的中科院广州能源研究所于1979年便开始进行波浪能转换研究,也是国内最早开展相关研究的单位之一。通过研究海上波浪能源转换成电能或者其他形式的能源,产生一种供海上、海岛或陆地上使用的清洁电力,目标是瞄准国家未来海上能源需求。然而在彼时,国内关注海洋的人较少。而由中科院广州能源研究所牵头做成的波浪能发电装置(10W-3kW)在珠海大万山岛建成,在1990年发电成功。

科研的路上必定是充满了挑战的。盛松伟介绍,过去的发电装置都只能固定在岸边,造价成本高,建造周期长,波浪到岸边之后逐渐破碎变形,能量会逐渐减弱,收获的波浪能源质量不高。“建造设备过程中需要开挖基坑,对海岸线也会造成一定的破坏。”在海上设置发电装置成为了研发的新方向。

研发过程中的低潮期

团队只剩三位研发人员

“2010年之前,国家还没有大力推进这项科研工作,大部分研究工作进展缓慢。”盛松伟回忆,这段时间里科研经费少,养不起那么多人,导致团队陷入了迷惘,最低潮时期只有3个人留了下来。“确实很低迷,看不到希望,加上技术发展和国际水平相差甚远……”

如波浪上下翻滚,盛松伟选择了咬牙坚守。“那段时间,也正是岸式波浪能发电装置到漂浮式波浪能发电装置升级的重要节点。”

2010年左右,原国家海洋局开始推进海上能源研究工作,在政策支持下,团队加速发展,在波浪能发电领域迎来了新发展新突破。2011年,盛松伟承担了国家海洋可再生能源资金专项项目——10kW水母式波浪能发电装置研究与试验。在他的带领下,团队成功研建10kW波浪能发电装置“鹰式一号”,突破性地实现我国波浪能装置单次投放实海况运行6620多小时,远超国家考核验收标准2150小时。

盛松伟认为,“鹰式一号”的问世,使国产波浪能发电装置在海洋能研究有了一席之地。但波浪能发电装置“能发电”只是第一步,如何实现既“发好电”又让海岛居民“用上电”呢?

在承接了100kW鹰式波浪能发电装置工程样机研建任务后,为了节省项目经费,盛松伟带领团队成员驻扎在船厂办公。2015年年底,在鹰式装置“万山号”出海前联调联试的关键阶段,盛松伟带领团队成员连续奋战两个多月,对装置上数百个阀组、近百个传感器进行校验、核对,为该装置实海况试验的成功运行保驾护航。

实现成果转换,不仅能发电

还促进深远海智能渔业发展

对于大多数人来说,“波浪能”三个字既熟悉又陌生。盛松伟介绍,波浪能不仅可以发电提供给海上的岛民使用,还有诸多利用价值,例如海洋观测便是其中之一。通过波浪发电装置便可以实现就地供电,增加通信导航设备,将收到的数据通过信号传送回大陆,实现实时观测海上情况。目前该小型波浪能发电设备出售了近千台,广泛运用在导航、海洋牧场等设施上。

不仅如此,波浪能发电还能与海上养殖、旅游相结合。在今年清明假期,珠海桂山岛上,由盛松伟团队研发的“半潜式波浪养殖旅游平台”再一次迎来了旅游高峰。

2019年7月,他带领团队历时3年成功研发的半潜式波浪能养殖旅游平台“澎湖号”,正式在珠海桂山岛下海投入养殖。该装置集波浪能发电和太阳能发电于一体,能源供应自给自足。智能化养殖平台浮起后可进行拖航、检修、保养等工作,下潜后即可进行养殖,工程便利性和可维护性大幅提高。“澎湖号”不仅包含各种现代化渔业设施,还拥有生活空间和仓储空间,实现了人们在海上体验垂钓的愿望,促进了休闲渔业的发展。

该装备也被称为“半潜式波浪旅游平台”,目前已成功获得了中国、欧盟、日本和加拿大的发明专利。盛松伟透露,过去一年多已成功接待游客超3000人次,还收获了不少订单。“国家目前正在大力发展深远海智能化养殖,未来这种波浪能养殖旅游通信平台技术将发挥巨大的作用。”

所获得的成就非一日炼成。盛松伟表示,该平台技术是基于团队过去20年的研究工作。经过反复试验论证,不断升级改善,直到5年前才实现成型。这也是盛松伟为何痴迷于科研工作的原因之一。

TA说

大家是在风浪中工作的,一定要不怕困难,不能畏惧,遇到困难就克服它挑战它,最后才能做成大事。往往在生活或者工作中遇到的坎,也代表新的机遇要到来了。

——盛松伟

对话

生活工作中遇到的坎 代表新的机遇要到来

盛松伟直言,如今闭门造车搞科研是走不通的,也是不可取的。“国家的政策导向是要求实现成果转化,要搞真科研,研究要解决国民经济中真真实实的困难,而不是自己想象的困难,有技术基础有业务能力,然后赋能国民经济生产,为国家发展作出贡献。”盛松伟比喻:“我们是把论文写在了大海上。”

兴趣使然让盛松伟持续坚持。“工匠精神就是要专注。”在他看来,无论在什么岗位,都要专注于喜欢的工作,不断地提炼打磨自己的技术,便会越来越好,越做越有劲。

当代表国家在行业上取得了与先进国家水平相当的成绩时,他的自豪感油然而生。“以前我们是参考别人,或者是参照别人的模式来推,现在已经完全是自己搞创新,我们技术成果多年在国际能源署的报告里呈现,也充分说明了创新工作意义之大。”

盛松伟告诉南都记者,无论去到哪里,他总会随身带着笔和纸,出差和旅游更是随身带着电脑。因为当灵感闪现时,哪怕是在家楼下散步也要停下来把想法记下,再慢慢琢磨钻研,直至变成了科研成果。“在遇到想不出的难题时也喜欢去散步,有时走着走着就想通了。”他常和同事们说,大家是在风浪中工作的,一定要不怕困难,不能畏惧,遇到困难就克服它挑战它,最后才能做成大事。“往往在生活或者工作中遇到的坎也代表新的机遇要到来了。”

盛松伟透露,今年年底,单体功率达一兆瓦的波浪能发电机将投入建设,预计明年可以建成投入运行,届时将有望成为全球最大的实海况波浪能发电机。

十年的时间里,拥有中美英澳四国发明专利的鹰式波浪能发电机,发电功率从10瓦到一兆瓦,整整翻了100倍。提及此事,盛松伟的自豪感油然而生。“未来还要继续突破成果转化,这是进入下一个快车道要努力攻克的事情。”他期望借助发电平台,以粤港澳大湾区为核心,辐射广东其他沿岸城市,打造智慧海洋网络平台,为提升中国深海关键技术作出更大的贡献。

致敬南粤工匠系列报道

策划:陈实 裘萍 陈伟斌

申鹏 李平

统筹:江英 陈成效

黄亚岚 戴越

执行统筹:郑雨楠 王卫

何永华 谢萌

采写:南都记者 郑雨楠

摄影:南都记者 林耀华

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