3月20日,“第五届全国大学生可再生能源优秀科技作品竞赛”公示了评审结果,我院船舶与海洋工程专业大二和大三本科生团队作品“防波聚能—新型波浪能装置和防波堤集成系统”、“抗浪增能——海上风机与气囊波浪能集成系统”分别在本次比赛中取得二、三等奖。
参赛作品 | 参赛本科生 | 指导老师 | 获奖等级 |
防波聚能—新型波浪能装置和防波堤集成系统 | 彭佳欣,陈帆亭,周樱蓝,陈佳键,李孝忠,洪妙雯,聂祖立 | 周斌珍,金鹏,王磊 | 二等奖 |
抗浪增能—海上风 机与气囊波浪能集成系统 | 曾羽熙,张福达,李子豪,王灵锋,黄辛昊,谢乐星,林放 | 周斌珍,金鹏,王磊 | 三等奖 |
我院船舶与海洋工程系学生获奖情况
本次竞赛由中国可再生能源学会发起举办,以“绿色能源助力‘双碳’”为主题,是一项具有导向性、创新性的全国性大学生科技竞赛。赛事承办方累计接收来自183所高校的1499件有效作品,涉及氢能、太阳能、波浪能、风能等可再生能源领域。

图1 全国大学生可再生能源优秀科技作品竞赛
为了进一步推进服务型党支部建设,提高学生自主学习创新能力且彰显我院船舶与海洋工程系(以下简称“船海系”)在国内同行中的竞争力,船海系党支部高度重视本次赛事,并以“师生联合促成长”和“本研联合促进步”为指导原则号召老师和学生参加比赛。经支部动员,周斌珍、金鹏、王磊三位老师精心设计了3个题目并对21名参赛学生进行了系统的理论辅导和实践训练。参赛师生长达数月的准备工作顺利推进,在紧张的教学、科研活动之间有条不紊地开展各项学习和研讨工作。最终,参赛作品的技术水平得到了评委专家的认可,并斩获佳绩。

图2 作品准备阶段实验照片
此次竞赛活动为我院船海系学生提供了一个检验自身能力和对外交流合作的平台,鼓励学生自立自强,赓续奋斗,以实际行动践行国家“坚持陆海统筹,建设海洋强国”的战略部署,并在“碳中和、碳达峰”目标指引下探索环境污染与碳排放问题的解决方案。船海系党支部在本次活动与参赛师生开展良好互动,也为服务型党支部的建设积累了宝贵的经验。
【赛事介绍】
全国大学生可再生能源优秀科技作品竞赛是由中国可再生能源学会主办的全国性大学生课外科技作品竞赛。自2018年举办首届大赛以来,该赛事每年举办一届,并已经连续成功举办了四届。赛事紧密围绕国家“双碳”战略目标,致力于推进我国可再生能源领域技术创新与变革,助力我国能源结构转型与生态文明建设。竞赛主要内容涉及太阳能、风能、生物质能、地热能、氢能、海洋能、天然气水合物等可再生能源,作品包括实物制作(含模型)、软件、设计等以及社会实践调研成果,体现新思想、新原理、新方法及新技术。竞赛的主要目的是强化大学生科技创新意识,提高大学生创新实践能力。
【作品介绍】
“抗浪增能—海上风机与气囊波浪能集成系统”设计了一种基于半潜式平台的海上风机与气囊波浪能集成系统,该集成系统包括半潜式平台主体、风力发电系统、柔性气囊波浪能发电系统与锚泊系统。半潜式平台主体包括上甲板平台、浮箱、横撑、中心柱以及垂荡板;风力发电系统置于半潜式平台主体的中心柱上,包括塔筒、风机、轮毂以及叶片,其中塔筒与半潜式平台的中心柱相连;柔性气囊波浪能发电系统安装在半潜式平台的横撑上,包括柔性气囊装置、导气管道以及空气透平发电机,其中导气管道、空气透平发电机均安装在横撑内部;锚泊系统包括系泊点、锚链以及锚块,采用多点悬链线式系泊方式。

图3 气囊通气系统示意图 图4作品概念图

图5 多浮体型WEC-浮式防波堤混合系统三维图

图6 浮子与防波堤连接方式展示图 图7 PTO系泊力传感器
作品创新性地将海上浮式风机与波浪能装置进行结合,有效的降低了建造成本;同时波浪能装置采用耐腐蚀的柔性气囊装置,能够吸收部分波浪能量,提高了浮式平台稳定性;柔性气囊波浪能装置可模块化生产并且阵列安装在浮式平台上,降低了安装和维修的难度。优良的安全性与经济性效益令作品具有广阔的应用前景。
“防波聚能—新型波浪能装置和防波堤集成系统”设计了一种新型的波浪能装置与防波堤集成系统,提出了一种三角加挡板形的全新外形,相比于一般传统的浮子形状,三角加挡板形的浮子可以更多地吸收波浪能,减小波浪透射,从而能够很好地满足防波性能要求和高效波能转换的要求,达到效能升级的效果。
多浮体发电装置与浮式防波堤结合的集成系统,利用了防波堤的聚波特性,提高其迎浪面处波浪能量,使得波能浮子能量转换性能提升。同时,波能浮子吸收波浪能可减轻波浪对防波堤冲击。本作品实现了浮子吸能效率的增加以及防波堤防波性能的提升,从而到达了防波聚能,双效合一的效果。
新型波浪能装置与防波堤集成系统中所提出的共同系泊系统是基于本作品采用多浮体发电装置与浮式防波堤相结合的方式对波浪能进行利用的前提下提出的系泊系统,本作品只需利用防波堤原有的系泊系统就可以完成多浮体发电装置与防波堤的共同系泊,无需单独再为发电装置建立单独的系泊系统,大大降低了成本的同时也使得防波堤与浮子发电装置之间的聚能和吸能效率增大,达到了降本增效的效果。
(图文/曾羽熙 彭佳欣 林慰 周斌珍)