"这海浪不仅能护着网箱,还能给咱供电!"在象山港外海,浙大宁波理工学院"深蓝牧场"团队研发的浮式防波堤完成7天海试,渔民们围着这个会发电的"大家伙"直呼神奇。
这款创新设备颠覆了传统防波堤的"耗能"形象,通过S型叶轮结构将无序海浪转化为稳定电能。团队负责人张钦耘介绍:"就像给海浪装上了'单向阀',无论从哪个方向来,都能推动叶轮单向旋转发电。"
柴油机的烦恼:一个社会实践引发的创新
2023年夏天,张钦耘在石浦港看到渔民老李为网箱供电发愁:"柴油机每天烧掉200块,台风一来就断电,鱼群缺氧损失更大。"这个场景让机械专业的学生萌生了新想法——如果防波堤能自己发电呢?
返校后,张钦耘拉上能源、材料专业的同学组成跨学科团队。初期设计的叶轮总在浪涌中"打摆子",电力不稳定还容易损坏。直到他们受贝壳螺旋结构启发,设计出S型叶轮,终于让海浪"乖乖听话"。
技术攻坚:让海浪"听话"发电
团队初期尝试在防波堤上加装叶轮发电,但海洋波浪方向多变,叶轮频繁反转导致电力不稳定且易损坏。经过数月攻关,团队创新设计S型叶轮结构,通过特定相位角优化和二阶叶轮设计,使浪无论从哪个方向来,叶轮都能单向旋转,实现稳定发电。

图一:创新设计S型叶轮结构

图二:模拟海上波浪实现叶轮单向驱动
"传统防波堤仅能消波,我们通过浮筒式框架结构,结合反射、破碎和摩擦三重作用,既降低了对锚泊系统的依赖,又提升了抗浪能力。"团队技术负责人介绍。在数十次水池模拟试验中,成员们反复调整参数,最终使设备在消波效果和发电效率上取得显著突破。
海试验证:消波发电双赢,赋能绿色养殖
在象山港外海的海试中,样机凭借稳固的锚泊系统在涌浪中稳定运行。数据显示,其日发电量可满足中小型海洋牧场日常用电需求,同时显著降低网箱内水流速度,为养殖生物提供更稳定的生长环境。当地渔民反馈:"设备运行后,网箱里的鱼群更活跃了,能耗成本也大幅下降。"

图3 水池模拟试验防波堤技术

图4 象山海试照片
社会价值:青春智慧守护蔚蓝
"深蓝牧场"团队的创新不仅解决了渔民的实际困难,更为深远海养殖的可持续发展提供了技术支撑。
"我们希望用科技让海洋牧场更安全、更绿色。"张钦耘表示,未来团队将继续深耕海洋能源领域,探索更多"护海+发电"的创新模式。
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