波浪能穩定發電?這已不是科學構想

2021-01-19 能源商業資訊


在波濤起伏的大海,波浪運動每秒鐘就有20萬千瓦的能量。具有能量密度高、分布面廣等優點的波浪能,是一種取之不竭的可再生清潔能源。

但要想有效地利用波浪能來發電用電,就得需要成熟可靠的技術和穩定工作的設備工具。



7月10日,中國電子科技集團公司透露,中國電科38所最新研製的波浪發電裝置正式通過國家海洋局驗收。該裝置成功突破了波浪能液壓轉換與控制裝置模塊及千伏級動力逆變器關鍵技術,實現波浪穩定發電,且在小於0.5米浪高的波況下仍能頻繁蓄能。


這一關鍵技術的突破,為我國波浪發電工程化應用奠定了基礎。

據中國網介紹:

  波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。波浪能發電是通過波浪能裝置將波浪能首先轉換為機械能(液壓能),然後再轉換成電能。

  我國有廣闊的海洋資源,波浪能的理論存儲量為7000萬千瓦左右,沿海波浪能能流密度大約為每米2千瓦~7千瓦。在能流密度高的地方,每1米海岸線外波浪的能流就足以為20個家庭提供照明。


我國擁有綿長的海岸線,洶湧起伏的海浪蘊藏著無盡的能量。為利用好這一天然能源「發動機」,中國電科38所在海南島進行海浪發電試驗,歷經3年技術攻堅,項目組通過不斷優化和改進裝置模型,採用智能偵調綜合控制技術,提升了波能裝置的轉換效率,增強了吸能效果;首創的寬幅逆變穩定技術,實現了海洋能千伏級逆變系統的高效轉換。近三個月的海上試驗表明,該發電裝置浮體擺動正常、吸波穩定,飛輪蓄能均勻而連續,發電性能穩定。


該項目組負責人王振收介紹,他們研製的岸崖浮擺式浪能發電裝置,由浮子、擺杆、壓載框、液壓系統、飛輪系統、逆變器、控制及監控系統等組成,其浮子既可以像船舶一樣漂浮,也可以在颱風來臨時收攏到岸邊。


目前,這款波浪發電裝置前期裝機5千瓦,採用浮體重構模塊化設計理念,後續可以擴大波浪能發電系統裝機容量,通過併網可以提供標準電力供給。



此次中國電科38所在海南島進行的海浪發電試驗並非國內首次進行波浪能發電實驗。2014年,中山大學研製了20千瓦「抗風浪高效波浪能發電裝置」,2016年10月,該裝置通過廣東省海洋與漁業廳組織的驗收。該裝置累計發電量2600千瓦時,最大發電功率19.3千瓦,系統被評價為具有較高的工程化推廣價值。


2015年11月,中國科學院廣州能源研究所在珠海市萬山島海域投放了鷹式波浪能發電裝置「萬山號」,作波浪能示範電站。截至到2017年2月,該裝置已累計發電超過3萬千瓦時,初步具備了向海島供電的技術條件。


在珠海市萬山島海域投放的鷹式波浪能發電裝置「萬山號」


據了解,迄今為止我國已設計建成十幾個各種千瓦級的波浪能發電裝置樣機。但這些樣機多為固定在海邊的樣機,漂浮在遠洋海面上的裝置較少。有業內人士表示,未來10年漂浮在海裡的裝置將是發展主流,岸邊裝置屬於初級研發,最終能走到海中間的裝置才是成熟技術。與其他能源相比,儘管波浪能在我國已初步具有商業價值,但距離最終商業化仍有一定距離。


中國科學院廣州能源研究所研究員遊亞戈認為,大規模的併網發電並不一定是波浪能研究的最終目的。在海島、島礁等特殊地區進行供電,或者為專業設備供電,將是未來我國波浪能發電的主攻方向。


另外,他表示波浪能發電科研不能僅限於中國自身的需求,而是要將眼光放之於全球。比如說,風機研發技術全球領先的德國,其國內的風能資源其實也並不十分豐富,風能發電並不算很發達。如果中國相關的技術能達到國際領先水平,國內企業可以將這類型的產品與設備銷往全球各地,這也是一種能源發展的商業模式。



21世紀以來,以英國、葡萄牙和挪威等國家為代表的歐洲,持續在海洋能源的技術研發上投入並取得進展。他們的實際海域的試驗裝機容量在過去10年間穩步增長了10倍。目前全球範圍內較具市場前景的波浪能發電裝置有英國研發的Oyster、美國的PowerBuoy等。


美國首個獲得商業許可的併網波浪能發電裝置由海洋電力技術公司設計,於2013年開始入網發電,實現併網之後足以為1000戶家庭提供電力。瑞典海浪發電公司也看中了這一新能源行業,他們決定於近期在海口投資建設研發中心、生產基地,以利用規模化海浪能的可再生能源轉換技術,大力開發海洋發電裝備製造產業。



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信息來源:新華社、百度百科、科學網、上海科技網、OFweek工控網、中國投資諮詢網

責任編輯:李嬌

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