水下装备创新方向

最佳作品

作品名：小型海洋多能源采集站概念设计
创作者：赵泽宇、肖瑶、魏子腾、王瑶、刘子琦
院校：西北工业大学机电学院工业设计系

21世纪是海洋世纪。深海探索不断带来新的科学发现，包括深海油气田、海底天然气水合物、洋底多金属结核、深海极端环境下的生物基因和海洋药物资源等方面的新进展。近年来，在海洋环境污染防治、生物多样性保护、资源有序开发利用、海洋监测越来越受到关注的同时，远海科考、深海探索、以及未来海上城市的建设，都对于可靠、稳定的供电设备存在巨大需求。

但另一方面，由于海洋能资源分布不均、能量密度低，并且海洋环境中常伴有台风等极端天气出现，导致海洋能量随机性高且稳定度低。因此，海洋环境下高效能量如何俘获及相关的能量转换、恶劣环境下装置如何运作和保存、稳定高品质电能供应等问题都亟待解决。海洋能源开发利用面临重大挑战。

基于这些现状，来自西北工业大学机电学院工业设计系的赵泽宇团队，通过对风能、波浪能、潮汐能采集的技术调研以及对国内外耦合发电平台的研究，针对短期的远海岛屿勘探活动和未来海上城市建设的供电需求进行了小型海洋多能源采集站的设计。

#01
面向未来需求的设计

在我国，目前对电力供应安全性和稳定性起保障性作用的发电方式仍为燃煤发电技术，但是在气候和环境变化的挑战下，探索和开发可再生能源，成为了重要的研究方向。来自西北工业大学机电学院工业设计系的五位成员：赵泽宇、肖瑶、魏子腾、王瑶、刘子琦，从2021年开始，历时五个月，系统地开展了对海洋能源采集方式的调研，进行能源采集站的造型构思及建模渲染，最后在指导老师帮助下还对实体模型的材料和展现方式进行了分析和讨论，最终诞生了小型海洋多能源采集站的概念设想。

“作品的创作过程不断完善和加深了团队成员对海洋能源、海洋生态等知识的了解。通过前期调研，我们认识到海洋能源可以分为风能、潮汐能和波浪能等，可以联合采集这些海洋能源进行耦合供电，成为城市应急发电的首选。” 赵泽宇说。


小型海洋多能源采集站在设计上将采集太阳能、风能、波浪能和潮流能这些在深海海域可以进行有效提取的能源形式。同时，在设计中，形成了由Darrieus模型、单晶硅太阳能板、球体波浪能采集装置及Savonius模型组成的小型海洋多能源采集站概念。


在设计上，该小型海洋多能源采集站整体造型为四幅对称结构，对称的主体结构体现为“叉号”形态，通过在产品主体边缘添加圆弧，体现出犹如藏宝图上用于标记的圆圈图案。同时，通过在采集站圆圈上开孔，为浮式平台的固定提供了锁链的安装位置，在实现造型特征的同时具备了实用价值。

#02
深海与人类的命运息息相关

对于深海与人类的关系，赵泽宇提供了他的理解。“人类对深海的理解从好奇到期待，是循序渐进的过程。地球表面的71%被海水覆盖，而海洋的平均水深是3800米，其中超过2000米的深海区占海洋面积的84%。海水的深度起初使人类认识深海底部非常困难，但是人类对深海的兴趣从未减退，这不仅仅是由于好奇心的驱使，更重要的是深海与人类的命运息息相关。”

因此，团队设计的小型海洋多能源采集站也注入了“人与自然”关系的更多思考。这件设计希望在解决能源供给问题的同时，通过作品向大众展示保护海洋的重要性。“众所周知，海洋健康是地球健康和人类社会健康的前提。小型海洋多能源采集站为海平面上升淹没陆地后的海洋城市出现做出了前瞻性设计，希望提醒参观者对海洋生态的保护刻不容缓，从而投身爱护海洋生物，实现人与自然的和谐共生。”


而艺术与科技的跨界，也被赵泽宇团队看做是探索人与自然关系的重要途径。赵泽宇说：“对自然的探索是人类发展的重要途径，而在探索过程中所成就的艺术设计是多样的、新奇的。深海是生命的起源，经过亿万年进化的我们，从深海而来，但现在我们对深海的认知仍然比较初级，茫茫的海面之下仍有许多秘密等待着我们去探索。未来，科技与艺术必定会在山顶相逢，我们要在此基础上，再次走向深蓝，对海洋之谜的探索将永无止境。”

在未来，赵泽宇团队的计划是会继续进行深海主题相关的探索，围绕“海洋新能源”、“海洋公益”以及“海洋交通新方式”等方面进行更多的创作。


团队简介

赵泽宇，西北工业大学机电学院工业设计系学生。
肖瑶，西北工业大学机电学院工业设计系学生。
魏子腾，西北工业大学机电学院工业设计系学生。
王瑶，西北工业大学机电学院工业设计系学生。
刘子琦，西北工业大学机电学院工业设计系学生。