国内首台超低速海流能原位供电样机“潜能1号”海试成功

哈工大（威海）何广华团队研制的国内首台超低速海流能原位供电样机“潜能1号”完成海试。该装备以升阻叶轮耦合垂直轴水轮机与无穿舱平面磁力联轴器，破解深海观探测装备对一次性电池的依赖。

海经社获悉，近日，哈尔滨工业大学（威海）海洋工程学院何广华教授课题组研制的“潜能1号”超低速海流能原位供电样机顺利完成海试，并在校区正式亮相。作为国内首台超低速海流能原位自供电实时通信样机，该装备面向深海潜标等长周期观探测平台的持续供电需求，可在超低流速海流条件下实现原位发电与稳定供电。本次海试贯通了从理论仿真、数值优化、水槽试验到实海验证的完整技术流程，为后续工程化应用积累了关键实测数据。

长周期深海观测的供能约束：“电池困局”的系统性成因

深海潜标、水下观测节点等装备长期仰赖一次性电池维持运转，但电池容量有限，潜标一旦布放便进入“电量倒计时”：其续航短则数月、长则一两年，届时便需回收更换。回收本身意味着船只出海、定位打捞与重新布放，单次作业成本居高不下；更棘手的是，频繁回收会打断观测连续性，削弱数据的长期一致性。对长周期、连续观测而言，供电能力由此成为制约装备效能的现实瓶颈。

与此同时，传统海流能发电装置在深海常见的超低流速环境中，叶轮往往难以自起动；若要强化起动性能，又常以牺牲宽流速段效率为代价，起动性与发电效率二者相互掣肘。再叠加深海密封、防腐蚀与长期稳定运行等工程难题，深海原位供能长期是观探测装备体系中的薄弱环节。电池容量有限、回收成本高企、海流能利用又受制于低速起动与高效捕能之间的矛盾，正是“潜能1号”所要直面的“电池困局”。

超低速海流能原位供电：升阻耦合捕能与磁力联轴密封的技术闭环

何广华团队的突破口落在水轮机结构本身，“潜能1号”采用升阻叶轮耦合的垂直轴水轮机构型，用低起动阻力型叶片解决超低流速下的自起动难题，以高效率升力型叶片承担宽流速段的能量捕获任务，两类叶片在同一转轴上耦合互补，让装置在慢流中能起、在快流中多收。整机以不锈钢框架承载，配无穿舱平面磁力联轴器，发电侧与储供电侧仅通过磁场耦合传递扭矩，物理上隔断海水沿传动轴渗入舱体的泄漏通道，绕开了深海密封这一高危环节。再叠加以最大功率点跟踪控制系统，样机搭建出“宽流速捕能—发电调控—安全储能”的连续技术链条，既捕获海流能量，也为水下观探测设备持续供电，并同步支撑水下实时通信。

验证环节同样体现闭环逻辑，团队依托校区拖曳水池与综合水池实验室，完成叶片构型的设计优化、最大功率点跟踪控制测试，以及实时通信的闭环验证，再推向真实海域。据悉，本次海试系统开展了布放、水下运行、海流发电、储能供电、浮体收放与整机回收全流程测试，在真实海洋环境下确认发电、储能、控制与系泊系统的协同表现。实测显示，“潜能1号”具备低流速自起动、宽流速自适应捕能、稳压储能等能力，能为水下通信设备稳定供电，大幅降低深海观测装备对一次性电池的依赖，有效延长装备服役周期。

从样机海试到技术底座：深海装备自主供能保障的工程化跃迁

要知道，一台样机的价值，并不止于替换几组电池。研发过程中，团队啃下了低速起动与高效捕能这块技术硬骨头，所沉淀的叶片耦合构型、磁力联轴密封与功率跟踪控制经验，并非单点突破，而是构成了可迁移、可复用的技术底座。此次海试更把理论仿真、数值优化、水槽试验到实海验证串成一条完整链路，形成了从实验室走向真实海洋的闭环验证能力，为深海原位供电技术、海洋可再生能源开发乃至海上试验验证体系积累了宝贵工程数据。从“能发电”到“能供电、能通信、能长期运行”，样机验证的是链条，沉淀的是方法，这也正是其超越单一装备的价值所在。

何广华表示，下一步团队将持续推进海洋能技术迭代，加快“潜能”系列样机的工程化与实用化转化，依托真实海洋科研任务，服务涉海科研平台建设与学科交叉创新，助力拔尖工程人才培养。从一枚自供电节点出发，哈工大（威海）正把深海装备自主保障的拼图一块块补齐。以“潜能1号”为起点，海洋可再生能源开发与涉海平台建设的供给格局正被悄然改写，这既是一项装备技术的科研一线落子，也是“向海图强”战略在深海长周期观探测需求中的具体回应。随着系列化样机走向工程化，深海装备自主保障的底座有望越筑越实，海洋能技术从“验证可行”迈向“支撑应用”的路径也将愈发清晰。

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