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港科研團隊北上研海上「風舟」發電


http://news.wenweipo.com   [2016-01-12]
       

風舟模型。深辦發

【文匯網訊】(記者李望賢 何花 深圳報道)內地科技創新發展氛圍濃厚,香港科技人才北上日漸頻繁。香港科技大學教授李宗津帶領其博士生團隊陸有源等人,看中國家 「一帶一路」戰略致力發展海洋經濟,北上研製新型海上發電系統「風舟」,能克服海上瞬息萬變的環境穩定收集風能發電,有望成為便利的海上「充電樁」。

陸有源介紹,地球上的風能資源是水能資源的10倍,目前利用率不足千分之一,風力發電也是近年技術發展迅速,並且具有大規模發展潛力的可再生能源,將來有可能成為世界重要的替代能源。2000年世界裝機容量僅有17GW,此後每年裝機增幅均達到20%以上,截止到2014年,世界裝機容量已經達到318GW。

填補國家海上風能發電空白

與此同時,風力發電機為了追求更低的單位發電量成本和更高的發電效率,其風能直徑的設計尺寸越來越大,不少過百米的風力發電風輪已經商業化運營。

另一方面,海上風能發電仍是空白領域。2年前,陸有源等人看到國家提出「一帶一路」戰略,致力發展海洋經濟,而中國擁有廣闊的海洋面積,尤其是南海,能源資源豐富,團隊便根據國情開始研製海上風能發電系統。

最初團隊的設想是根據現有風能發電系統,加上一艘船作為底座,但發現傳統發電系統採用垂直荷載,一旦尺寸增大,自身的重量極速增長,對塔座和軸承的負荷也大大增加,不僅容易疲勞縮短服役壽命,也阻礙了其大型化進程。此外,海上環境瞬息萬變,一旦風向改變,收集的風能便大大降低。

水平軸扇葉 收集海上多面來風

經過數次調整,記者看到,目前的「風舟」,好像一艘「碗」型小船漂浮於水上,船上的扇葉不是垂直,而是好像陀螺一樣水平轉動。陸有源介紹,無論風向如何改變,發電機都能收集到,而且這樣的機構改變了傳統發電機頭重腳輕的不合理受力狀態,通過水的浮力承載葉片和其他部件的重量,理論上對發電系統的重量沒有限制。此外,其安裝建造成本相應降低之餘,由於軸承疲勞的問題得到解決,維護成本也將明顯降低。據悉,目前團隊已經完成直徑為1米和3米的發電機製作及相關實驗,也申請了內地的發明專利。

陸有源表示,海上風能資源豐富,發電技術的發展對新能源利用和環保具有重要意義。「『風舟』可能成為便利的海上充電樁,能讓南沙一些人工島和石油鑽井平台很方便地用電,未來,若船隻採用電能而不是石油,不僅成本更低,也能減少對海洋的污染。」

資金緊缺 尋深港企業合作

不過,該系統仍需要克服諸多問題,包括海上為高濕度高鹽度環境,發電系統需要採用更新的複合材料防止腐蝕。研製有效的儲能設備,讓風能的利用效率更高,都是團隊面臨的挑戰。此外,由於沒有投入商業使用,系統的建造成本仍較陸上風電高1-2倍,電動船隻的市場培育需要漫長的過程。

資金緊缺,也是團隊面臨的巨大障礙,陸有源表示,正在與深港兩地相應的企業探討合作,尋找風投資金。過去開發直徑1米和3米的系統時偏向做樣機,下一步團隊將研製直徑5米的模型,並希望做成能讓人購買的穩定產品。他還指,一旦開發成功,希望跟深圳科創委合作,在深圳灣海面上,嘗試建造一個50米直徑的發電機,成為深圳一個新能源景觀。

延伸閱讀:或推便攜產品 驢友戶外可自行發電

「風舟」不僅能在海上使用,未來還可能成為驢友戶外便攜的發電產品。陸有源透露 ,團隊目前在研製面向普通消費者的小尺寸「風舟」產品,投資順利的話希望在6個月內推出。

他介紹,小尺寸「風舟」可將葉片折疊起來,驢友在戶外沒電,可以隨時展開收集風能發電。目前產品仍停留在設計階段,還沒有樣品,不過各項設備均已成熟。計劃尋找投資成立另外的公司研製相應的消費型產品,通過企業進行市場化營銷。長遠團隊也希望通過系列周邊產品來反哺核心研究。

      責任編輯:許月華
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