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【波力发电】(上)技术开发“百花齐放”苏格兰海岸欣欣向荣

时间:2022-09-09 19:58:28 作者:爱游戏官方下载 来源:爱游戏电竞APP

详细说明

  上一篇文章介绍了全球海洋能源研发动向,并以处于领先的苏格兰为例,介绍了相关政策及具体扶持措施。本文将为各位读者介绍在苏格兰开展业务的波力能源开发企业。目前,多家企业针对如何将巨大的波力能源转变为更易于使用的形态,展开了竞争。为了实现较高的经济效益,进行了各种各样的改进,并在计划建设大规模商业设施。

  对比波力与潮流,设置在固定海流中的潮流发电采用了风车技术,技术开发目标限定在一定范围内。如果能找到合适的场所,成本会比较低。不过,适合进行潮流发电的场所极为有限。

  而波力方面,海上及浅滩的海浪状况等各不相同,涌现出了多种多样将波浪的复杂动态转变为易于利用的形态的技术,出现了堪称“百花齐放”的盛况。波力能源蕴藏量非常大,能够留存下来的技术将掌握巨大商机。据称全球波力能源蕴藏量高达2亿~3亿千瓦。

  首先介绍苏格兰开发的两种代表性技术,以大致了解波力发电。一种是将设备固定于浅滩(近岸),在陆地上进行发电,主要有WaveGen公司的LIMPET,和碧海能源公司(Aquamarine Power)的Oyster;一种是将设备浮在海上进行发电,力争实现大规模化,主要有AWS海洋能源公司的AWSIII,和Pelamis公司的P2。

  要介绍开发波力发电的历史,就一定要提到WaveGen。其正式名称是Voith Hydro Wavegen,总部设在苏格兰的因弗内斯。Voith是总部设在德国、在全球开展业务的家族经营性机械制造公司。Voith Hydro是其水力发电部门,就是过去的Voith Siemens水力发电公司,全球水力发电的3分之1使用该公司的涡轮机及发电机。该公司与日本富士电机公司有合作关系,两者共同设立了富士Voith公司。

  WaveGen的代名词,就是该公司的波力发电实验设施LIMPET(the Land installed Marine Powered Energy Transfer)。如其名称所示,就是“设置在陆地上的”海洋能源发电设施,2000年11月建于苏格兰西北部的艾莱岛上。是全球首座商业规模波力发电设施,目前已经运转了11年,为电网供电7万个小时。启动时输出为300千瓦,目前为500千瓦(250千瓦×2)。适合在水深为15米左右的近岸处进行发电。WaveGen通过LIMPET对技术可靠性进行实证的同时,积累了丰富的相关数据,包括运转方法在内,提出了大量改善建议。并将积累的经验和技术反映到了之后的业务中。

  WaveGen采用的技术是“振荡水柱型空气涡轮机方式”(资料1)。在防波堤或码头等上附设空气室,并在其中一部分设置缝隙,使之与安装涡轮发电机的密闭空间相连。利用振荡水柱(OWC:Oscillating Water Column),将波力转变为空气压,利用空气进出空气室产生的动力旋转螺桨状涡轮机。

  虽然空气左右移动,但涡轮机一直朝着固定方向旋转。这被称为Walesturbine,多用于空气压式波力发电,是由英国科学家威尔士博士开发的技术。中心的转子上固定有多个叶片,并对叶片形状进行了改进。

  涡轮机针对年平均波浪强度(每米15~25千瓦)进行了最佳设计。采取无需齿距及齿轮装置的简单结构,构成坚固的模块。模块重量不到1吨,可用移动式起重机设置及拆卸。

  这种方式利用浅滩(近岸)的海浪,噪音较小,比较环保。通过利用与陆地一体的结构物,可便宜地利用陆地基础设施,发电部分无需接触海水,省去了很多麻烦。与现有电网的兼容性较高,适合用于为岛屿社区供电及海水淡化设备。

  采用易于进行建设及设置的设计,发电站所处位置较低,不会影响周围景观,这也是其优点所在。除了利用护岸及港湾设施,还可成为人工礁石,形成适合钓鱼的环境。并且,与港口开发及风景区建设也不冲突。

  WaveGen的波力发电设备已经向西班牙的公共事业企业EVE公司供货。EVE在西班牙北部的Mutriku港建设了波力发电站。这是全球首个采用发电全量保障方式的商业发电设施。输出为300千瓦,由16台涡轮机构成。2011年7月开始试运转,11月交货,被评价为海洋能源史上振奋人心的壮举。

  苏格兰作为正式的大规模波力发电站,制定了“Siadar计划”。Siadar位于路易斯(Lewis)岛西岸,WaveGen与德国莱茵集团(RWE)子公司合作,将在此处设置4兆瓦的发电设备。该项目在已经决定建设的波力发电站中属于最大级别,是苏格兰海洋基金WATERS第1Round选定的5大业务之一,获得了600万英镑的支援(该基金规模为1300万英镑)。(日经能源环境网 供稿)

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