能源和環境是一個國家或社會可持續發展的重要支柱，是經濟發展、國家安全和人民健康生活的重要保障。為了改善我國能源結構、減少環境污染，實現“碳達峰，碳中和”，我國積極探索和打造清潔低碳、安全高效的現代能源體系。海洋潮流能這種零排放、無污染、儲量豐富可再生能源，符合我國的可持續發展政策要求。
物理學院朱挽強、陳健梅團隊長期致力于海洋能源應用研究，針對海洋潮流能發電系統的雙向運行、主軸動密封及發電系統監控與運維方面，開展了基礎理論創新、技術方法突破以及產業轉化實施，形成了一批具有獨立自主知識產權的突破性關鍵核心技術。
圖1 300kW直驅自變距潮流能發電機海上示范運行
首次提出了獨立于傳統電變距、液壓變距技術之外的第三種變距方式—無源雙向自適應雙流向透平技術。針對海洋潮流能發電系統雙向運行的世界性難題，創新性的提出并發明了自適應無源雙心分離后掠葉片及自適應無源尾舵對流技術，實現了潮流能發電機組在流向改變時高效、高可靠、無源換向，革新了海洋潮流能發電系統對流技術方案，突破了傳統變距機構在海洋環境下動密封可靠性不高的理論及技術性問題，有效解決了潮流能及水力發電行業中水下透平機構無動密封自適應雙向流的瓶頸性難題。
圖2 自變距透平葉輪CFD仿真
研發了創新的水下發電機離心封裝和無油水潤滑磁推力軸承組一體化技術。針對水平軸潮流能發電裝置水下可靠密封難的問題，創新設計開發了具有自主知識產權的高可靠水下發電機離心封裝技術和水潤滑磁推力軸承組一體化技術，解決了發電機在海水浸泡時的電氣絕緣性能難題，使其能夠可靠運行。
圖3 非金屬自潤滑磁推力軸承組技術
開發了新型海洋潮流能的智能監控運維一體化技術。針對目前沒有滿足潮流能周期性波動特點的監控與運維系統，研制了集發電系統運行、最大功率跟蹤、系統健康管理一體的智能監控與運維系統，提出了基于自適應Kalm an的系統工作狀態的預估算法、基于短時能量段的安全保護方法，實現了系統運行信息的共享與數據智能分析，提高了系統的健康管理能力，確保系統安全、可靠、連續運行。
圖4 基于自適應Kalman的系統工作狀態的預估算法
以上技術解決了潮流能發電系統中葉輪透平適流性問題，水下敞開式發電機及高可靠智能化運行問題，使得整機的可靠性、穩定性和效率得到了大大提升，為海洋潮流能走向商業化、規模化應用起到了推進作用。
科研團隊先后獲得“國家科技支撐計劃”、“國家海洋可再生能源專項資金”、吉林省科技廳重點計劃資助，獲得授權發明專利10項，發表代表性學術論文10篇，相關技術在杭州江河水電科技有限公司等企業得到了實際推廣應用，并獲得2023年度吉林省科學技術獎科學技術進步獎二等獎。
