基于波能发电装置技术专利分析的研究

曾涛　何雨馨

（国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心，湖北 武汉 430070）

基于波能发电装置技术专利分析的研究

曾涛何雨馨

（国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心，湖北 武汉 430070）

波能发电是当今新能源开发利用的重要方式之一，通过对波能发电装置国内外专利申请的情况进行分析统计，对国内外波能发电装置的技术发展路线和发展趋势进行梳理，分析我国波能发电与国外的技术差距，为我国波能发电装置的发展提供参考。

波能；发电；专利

新能源的开发与利用已成为当今社会重要的研究课题。中国作为拥有漫长海岸线的海洋资源大国，在利用波浪能方面具有先天优势。因此，发展波浪能的开发利用具有重大意义［1］。

本文通过梳理国内外关于波能发电装置方面的专利技术，试图找到波能发电装置的发展脉络和发展方向，寻求国内外相关技术的差异，为提高我国波能发电装置技术提供参考。

1　国内外波能发电装置专利申请概况

图1　国内外关于波浪发电装置申请量变化图

1.1申请量统计分析

波能发电是波浪能利用的主要方式，通过CNABS和VEN专利数据库检索，获得相关的国外专利1783件，国内专利892件。图1为国内外关于波能发电装置的申请量的变化图。

可以看出，在一百多年的时间内，国外波能发电装置经历了以下四个阶段：

萌芽期（1904年-1964年）：从1904年开始逐渐有波能发电装置相关的专利申请，并在随后的60年时间内缓慢发展。快速发展期（1965年-1985年）：人们对波能发电装置的研究开始变得深入，特别是1973年的石油危机，引发了各国对其他可再生能源利用的重视。平稳过渡期（1986年-2000年）：各国都加大对波浪发电理论的研究，不断改进波能发电装置，通过海试获得了大量宝贵的试验数据，相关的专利申请量逐年稳定增长。蓬勃发展期（2000年至今）：随着能源短缺的矛盾日益突出，各国都开始大力发展波能发电，并开始向大型化、规模化的海洋波能发电站发展，相关的专利申请量呈爆发式增加。

我国的波能发电装置发展较晚，在2000年以前都处于缓慢发展的阶段，年专利申请量始终处于较低水平，直至2005年以后，关于波能发电装置的专利申请才开始出现了爆发式增长。

图2　各国申请量百分比及主要国家申请量变化

世界上波浪能转换设备开发最早的国家是法国，后来英国、挪威、日本、美国等国相继进入了该领域。图2为各国专利申请量所占的百分比及主要国家申请量变化趋势，可以看出，中国、美国、日本、英国的专利申请量占据了申请量的前四，共占到了总量的79%，而德国、澳大利亚和韩国也都有较多的专利申请量。

根据结构类型的不同，波能发电装置主要有：摆动式、聚波蓄能式、振荡水柱式和振荡浮子式四种。

不同国家对不同类型的波能发电装置的研究也稍有差别。如图3所示。

图3　各国对不同结构类型的研究分布

日本，美国、英国和我国对振荡浮子式的波能发电装置的研究较多，可见振荡浮子式波能发电装置是目前研究的主流方向。此外，日本对振荡水柱的研究也相对较多，美国和英国则对摆动式波能发电装置做了不少的研究，而我国对其他三类的研究均相对较少。

1.2申请人统计分析

通过对国外专利申请人的申请量进行统计排名，如图4所示。可以看出，主要申请人集中在美国、日本、德国、英国和韩国这几个波能发电技术较强的国家。

图4　国外主要申请人排名

对国内波浪发电装置的专利申请的申请人进行分类统计，如图5所示。

图5　国内申请人类型比例

从图5可以看出，目前我国波能发电装置领域的专利申请主要为个人申请（36%）、高校申请（28%）和外国申请（26%），，而我国的企业申请量仅占7%。

国内的主要申请人排名如图6所示，从中可以看到，前10名中有8个是国内高校，可见我国对波能发电领域研究的仍处于理论研究阶段，离实际应用还有一定的距离。而中国科学院广州能源研究所则是我国波能发电商业运用的先锋，它对小型波能发电装置的研究已达到国际先进水平，产品已进入批量生产的阶段。另外，瑞典的西贝斯特公司（又名瑞典海上能源公司）在我国关于波能发电装置的申请量也有14项之多，可见外国公司已经开始在我国进行专利布局。

图6　国内主要申请人排名

2　对我国波能发电装置的建议与展望

根据国内外关于波能发电装置的技术发展，可以看出目前波浪能利用有以下发展趋势：

（1）由靠岸式向离岸式、由试验型向商业化和集成化发展；（2）由小型向大型、由单一利用方式向多种利用方式发展；（3）由小规模向大规模并网发电发展。

我国在该类装置的研发方面与国外存在一定差距，制约其发展的主要因素有以下两个：首先是科研投入力度不足。由于我国实际近海波浪情况与国外区别较大，不能完全引进照搬国外的装置；而目前国内研究仍局限于装置设计和室内模型试验阶段，缺乏实际海况运行与维护经验。其次是科技成果转化率低。参与波能利用的企业太少，对大量的高校和个人的专利成果并没有有效利用。

针对上述问题，笔者给出以下两点建议：国家相关部门应加大波能发电扶持力度，为波浪发电的商业化提供支持和便利条件；鼓励国内企业与高校联合，将研究成果转化，早日实现波能开发的大规模应用。

［1］程友良，党岳，吴英杰.波力发电技术现状及发展趋势［J］.应用能源技术，2009（12）：26-30.

［2］任建莉，钟英杰，张雪梅，徐璋，海洋波能发电的现状与前景［J］.浙江工业大学学报，2006（1）：69-73.

［3］林礼群，吴春旭，吴必军.双浮体波能装置的功率转换特性研究［J］.上海海洋大学学报2014（3）：475-480.

［4］杜文朋，包凤英，戴哈莉.浅议当今世界海洋发电的发展趋势［J］.广东电力，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

曾涛（1987.7-），男，硕士，研究方向：流体机械发明专利实质审查工作。