曾濤　何雨馨

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心，湖北 武漢 430070）

基于波能發(fā)電裝置技術(shù)專利分析的研究

曾濤何雨馨

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心，湖北 武漢 430070）

波能發(fā)電是當(dāng)今新能源開(kāi)發(fā)利用的重要方式之一，通過(guò)對(duì)波能發(fā)電裝置國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)的情況進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，對(duì)國(guó)內(nèi)外波能發(fā)電裝置的技術(shù)發(fā)展路線和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行梳理，分析我國(guó)波能發(fā)電與國(guó)外的技術(shù)差距，為我國(guó)波能發(fā)電裝置的發(fā)展提供參考。

波能；發(fā)電；專利

新能源的開(kāi)發(fā)與利用已成為當(dāng)今社會(huì)重要的研究課題。中國(guó)作為擁有漫長(zhǎng)海岸線的海洋資源大國(guó)，在利用波浪能方面具有先天優(yōu)勢(shì)。因此，發(fā)展波浪能的開(kāi)發(fā)利用具有重大意義［1］。

本文通過(guò)梳理國(guó)內(nèi)外關(guān)于波能發(fā)電裝置方面的專利技術(shù)，試圖找到波能發(fā)電裝置的發(fā)展脈絡(luò)和發(fā)展方向，尋求國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的差異，為提高我國(guó)波能發(fā)電裝置技術(shù)提供參考。

1　國(guó)內(nèi)外波能發(fā)電裝置專利申請(qǐng)概況

圖1　國(guó)內(nèi)外關(guān)于波浪發(fā)電裝置申請(qǐng)量變化圖

1.1申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)分析

波能發(fā)電是波浪能利用的主要方式，通過(guò)CNABS和VEN專利數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，獲得相關(guān)的國(guó)外專利1783件，國(guó)內(nèi)專利892件。圖1為國(guó)內(nèi)外關(guān)于波能發(fā)電裝置的申請(qǐng)量的變化圖。

可以看出，在一百多年的時(shí)間內(nèi)，國(guó)外波能發(fā)電裝置經(jīng)歷了以下四個(gè)階段：

萌芽期（1904年-1964年）：從1904年開(kāi)始逐漸有波能發(fā)電裝置相關(guān)的專利申請(qǐng)，并在隨后的60年時(shí)間內(nèi)緩慢發(fā)展?？焖侔l(fā)展期（1965年-1985年）：人們對(duì)波能發(fā)電裝置的研究開(kāi)始變得深入，特別是1973年的石油危機(jī)，引發(fā)了各國(guó)對(duì)其他可再生能源利用的重視。平穩(wěn)過(guò)渡期（1986年-2000年）：各國(guó)都加大對(duì)波浪發(fā)電理論的研究，不斷改進(jìn)波能發(fā)電裝置，通過(guò)海試獲得了大量寶貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，相關(guān)的專利申請(qǐng)量逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)。蓬勃發(fā)展期（2000年至今）：隨著能源短缺的矛盾日益突出，各國(guó)都開(kāi)始大力發(fā)展波能發(fā)電，并開(kāi)始向大型化、規(guī)?；暮Ｑ蟛馨l(fā)電站發(fā)展，相關(guān)的專利申請(qǐng)量呈爆發(fā)式增加。

我國(guó)的波能發(fā)電裝置發(fā)展較晚，在2000年以前都處于緩慢發(fā)展的階段，年專利申請(qǐng)量始終處于較低水平，直至2005年以后，關(guān)于波能發(fā)電裝置的專利申請(qǐng)才開(kāi)始出現(xiàn)了爆發(fā)式增長(zhǎng)。

圖2　各國(guó)申請(qǐng)量百分比及主要國(guó)家申請(qǐng)量變化

世界上波浪能轉(zhuǎn)換設(shè)備開(kāi)發(fā)最早的國(guó)家是法國(guó)，后來(lái)英國(guó)、挪威、日本、美國(guó)等國(guó)相繼進(jìn)入了該領(lǐng)域。圖2為各國(guó)專利申請(qǐng)量所占的百分比及主要國(guó)家申請(qǐng)量變化趨勢(shì)，可以看出，中國(guó)、美國(guó)、日本、英國(guó)的專利申請(qǐng)量占據(jù)了申請(qǐng)量的前四，共占到了總量的79%，而德國(guó)、澳大利亞和韓國(guó)也都有較多的專利申請(qǐng)量。

根據(jù)結(jié)構(gòu)類型的不同，波能發(fā)電裝置主要有：擺動(dòng)式、聚波蓄能式、振蕩水柱式和振蕩浮子式四種。

不同國(guó)家對(duì)不同類型的波能發(fā)電裝置的研究也稍有差別。如圖3所示。

圖3　各國(guó)對(duì)不同結(jié)構(gòu)類型的研究分布

日本，美國(guó)、英國(guó)和我國(guó)對(duì)振蕩浮子式的波能發(fā)電裝置的研究較多，可見(jiàn)振蕩浮子式波能發(fā)電裝置是目前研究的主流方向。此外，日本對(duì)振蕩水柱的研究也相對(duì)較多，美國(guó)和英國(guó)則對(duì)擺動(dòng)式波能發(fā)電裝置做了不少的研究，而我國(guó)對(duì)其他三類的研究均相對(duì)較少。

1.2申請(qǐng)人統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)對(duì)國(guó)外專利申請(qǐng)人的申請(qǐng)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)排名，如圖4所示?？梢钥闯?，主要申請(qǐng)人集中在美國(guó)、日本、德國(guó)、英國(guó)和韓國(guó)這幾個(gè)波能發(fā)電技術(shù)較強(qiáng)的國(guó)家。

圖4　國(guó)外主要申請(qǐng)人排名

對(duì)國(guó)內(nèi)波浪發(fā)電裝置的專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，如圖5所示。

圖5　國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人類型比例

從圖5可以看出，目前我國(guó)波能發(fā)電裝置領(lǐng)域的專利申請(qǐng)主要為個(gè)人申請(qǐng)（36%）、高校申請(qǐng)（28%）和外國(guó)申請(qǐng)（26%），，而我國(guó)的企業(yè)申請(qǐng)量?jī)H占7%。

國(guó)內(nèi)的主要申請(qǐng)人排名如圖6所示，從中可以看到，前10名中有8個(gè)是國(guó)內(nèi)高校，可見(jiàn)我國(guó)對(duì)波能發(fā)電領(lǐng)域研究的仍處于理論研究階段，離實(shí)際應(yīng)用還有一定的距離。而中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所則是我國(guó)波能發(fā)電商業(yè)運(yùn)用的先鋒，它對(duì)小型波能發(fā)電裝置的研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，產(chǎn)品已進(jìn)入批量生產(chǎn)的階段。另外，瑞典的西貝斯特公司（又名瑞典海上能源公司）在我國(guó)關(guān)于波能發(fā)電裝置的申請(qǐng)量也有14項(xiàng)之多，可見(jiàn)外國(guó)公司已經(jīng)開(kāi)始在我國(guó)進(jìn)行專利布局。

圖6　國(guó)內(nèi)主要申請(qǐng)人排名

2　對(duì)我國(guó)波能發(fā)電裝置的建議與展望

根據(jù)國(guó)內(nèi)外關(guān)于波能發(fā)電裝置的技術(shù)發(fā)展，可以看出目前波浪能利用有以下發(fā)展趨勢(shì)：

（1）由靠岸式向離岸式、由試驗(yàn)型向商業(yè)化和集成化發(fā)展；（2）由小型向大型、由單一利用方式向多種利用方式發(fā)展；（3）由小規(guī)模向大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電發(fā)展。

我國(guó)在該類裝置的研發(fā)方面與國(guó)外存在一定差距，制約其發(fā)展的主要因素有以下兩個(gè)：首先是科研投入力度不足。由于我國(guó)實(shí)際近海波浪情況與國(guó)外區(qū)別較大，不能完全引進(jìn)照搬國(guó)外的裝置；而目前國(guó)內(nèi)研究仍局限于裝置設(shè)計(jì)和室內(nèi)模型試驗(yàn)階段，缺乏實(shí)際海況運(yùn)行與維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。其次是科技成果轉(zhuǎn)化率低。參與波能利用的企業(yè)太少，對(duì)大量的高校和個(gè)人的專利成果并沒(méi)有有效利用。

針對(duì)上述問(wèn)題，筆者給出以下兩點(diǎn)建議：國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)加大波能發(fā)電扶持力度，為波浪發(fā)電的商業(yè)化提供支持和便利條件；鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)企業(yè)與高校聯(lián)合，將研究成果轉(zhuǎn)化，早日實(shí)現(xiàn)波能開(kāi)發(fā)的大規(guī)模應(yīng)用。

［1］程友良，黨岳，吳英杰.波力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.應(yīng)用能源技術(shù)，2009（12）：26-30.

［2］任建莉，鐘英杰，張雪梅，徐璋，海洋波能發(fā)電的現(xiàn)狀與前景［J］.浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（1）：69-73.

［3］林禮群，吳春旭，吳必軍.雙浮體波能裝置的功率轉(zhuǎn)換特性研究［J］.上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào)2014（3）：475-480.

［4］杜文朋，包鳳英，戴哈莉.淺議當(dāng)今世界海洋發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)［J］.廣東電力，2001（1）：16-18.

Study based on Wave EnergyConverter Technology Patent Analysis

Zeng Tao He Yuxin
（Patent Examination Cooperation Hubei Center of the Patent Office，SIPO，Wuhan Hubei 430070）

Electricity generated from wave energy is becoming an important wayof new energy exploitation，the pa?per tries to find out the technical route and developing trend of wave energy converter by analyzingthe data of therelevant patent application both in Chinaand abroad，analyzes the technology gapon wave energy electricity gen?eration with foreign countries，providing reference for the development of domestic wave energy converter.

Wave Energy；Electricity Generating；Patent

P743

A

1003-5168（2015）05-0130-3

2015-4-22

曾濤（1987.7-），男，碩士，研究方向：流體機(jī)械發(fā)明專利實(shí)質(zhì)審查工作。