“大海是我的实验室”
访浙江大学海洋学院副教授张大海
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图为张大海在浙江大学舟山校区港工馆观察往返式波浪水槽实验设施情况。 |
本报记者 金乐平 通讯员 陈登 俞振伟 文/摄
本报讯 这些年,浙江大学海洋学院副教授张大海和他所在的研究团队经常出海,把大海当作实验室,通过人工上升流将海底富营养盐水体提升至真光层,让浮游植物成长,提升海洋生产力,同时还可促进海洋碳汇、抑止赤潮等,修复海洋生态环境,并且人工上升流所需的能量来自风能、太阳能、海流能和波浪能等海洋中较为普遍的多种能量形式的综合利用。
记者不久前走访了浙江大学海洋学院。张大海正在浙江大学舟山校区港工馆观察往返式波浪水槽的实验情况,他每年把学校实验室里的大量数据收集整理好,然后随渔船出海,真刀真枪地在大风大浪里逐一检验。
实验表明,人工上升流有助于作用海域初级生产力的提高,而这正是渔业尤其是海洋养殖渔业的迫切需求,基于多能互补的供能和泵水方式,使得人工上升流技术工程化得到经济有效的保证,因此开展基于多能互补的人工上升流实验研究有其科学意义和经济价值。
由于风能、太阳能、海流能和波浪能是海洋中较为普遍和较易利用的能量形式,且其成本较低,是较为理想的人工上升流能量来源,但首先需解决其能量供给间歇不稳定,提升流量有限的缺陷。因此,在大规模工程化时,采用经济有效的基于多能互补的供能和泵水方式,提供长期稳定可持续的能量供给,是未来解决人工上升流工程技术难点和验证可行性的关键所在。
张大海2010年博士毕业于浙江大学,2012年在英国兰卡斯特大学工程系从事可再生能源方向博士后研究工作,2013年回国后任职浙江大学海洋学院,2014年获评浙江大学求是青年学者,同年破格晋升博士生导师。工作研究领域涉及海流能、波浪能、海上风电等海洋可再生能源机电装备技术、人工上升流技术、现代控制策略与电液控制、状态监测与故障诊断、多能源分布式微网控制、海底观测网络等。
张大海在浙江省自然科学基金的资助下,完成了“基于多能互补的中小尺度人工上升流试验研究”项目,根据人工上升流工程化试验过程中的薄弱环节,针对单一常规能源或可再生能源在大洋中不能长期持续不间断供能的缺点,重点开展人工上升流供能和泵气技术方案研究,建立经济有效并可长时间持续运行的基于多能互补的人工上升流实验平台,对波浪能、风能和太阳能等多种能源协调利用,提高系统利用率和可靠性;通过气液混合等手段,提高上升流提升效率;基于流体动力学理论设计并优化装置结构,提高其海上作业能力;研究上升流装置阵空间分布方法,提高大面积海域上下水层交换效率,并开展海域试验研究,从而为海洋生态环境治理、改善气候和海洋防灾减灾等研究领域提供理论基础和必要的技术支持。
张大海继而申报成功并完成了国家自然科学基金项目“基于双行程做功的浮力摆波浪能液压传动关键技术研究”、“基于海洋能自供给的人工上升流技术机理与关键技术研究”等,并且已在国内外权威期刊上发表SCI期刊论文近20篇,已授权国家发明专利十余件。