中國首臺百千瓦潮流能發電裝置海大製造 黃島裝機

2021-01-08 齊魯網

     原標題:「大風車」海底一轉10萬度電流出來

  8月27日,由中國海洋大學研製的我國首臺100千瓦潮流能發電裝置在黃島區齋堂島海域正式安裝成功,目前正在進行調試,預計今年9月份進行發電測試。這臺裝置突破了潮流能開發方面的關鍵技術,使得發電裝置能夠不再受海水流速限制,能夠適應不同海域。正式運行後,年可發電10萬千瓦時,屆時,齋堂島上的300餘戶居民將用上真正綠色、環保的穩定電力。

  水下「風車」高18米

  記者了解到,本次入水的發電裝置是個高達18米的大傢伙,底部呈三足鼎立狀,三個大的圓柱體很牢固地支撐著整個設備,頂部則形似一個大風車,3個白色的葉片轉動將產生能量發電。「潮流能發電和風力發電差不多,只是一個是靠風推動,一個是靠海流推動。」專家說,潮流發電裝置上有巨大的輪葉,這些或水平或垂直放置的巨型「風扇」,被路過的海流推動,就會源源不斷地轉換成電能,這一臺裝置預計一年就可發電約10萬千瓦時。

  「這個裝置採用變槳矩技術、先進的電力變換與控制系統,吸取了大型風電機最新的控制技術,優化了潮流葉片的設計。」專家介紹,水下「風車」的水輪機葉片採用了翼型葉片,葉片的傾角可以改變以適應不同的流速。這一技術的突破使得潮流能發電裝置能夠適應不同海域情況,不再受海水流速限制。

  新技術將全省推廣

  「設備安裝在35米深的海域,距離齋堂島30米遠。目前正在進行調試,預計9月份將進行發電測試。」駐紮在調試現場的王工程師介紹,該裝置產生的電力主要為齋堂島供電,初步預計可滿足島上300餘戶居民的日常用電。「該裝置還可以用於海島的海水淡化、製冰、海水養殖等產業,對於促進海島經濟發展具有示範作用。

  如果機器供電能夠達到發電標準,該模式將會被逐步推行到山東省各沿海城市,甚至是全國沿海地區。」王工程師說,潮流能跟潮汐現象一樣具有非常明顯的規律性,而不像風能那樣隨機不可預知,也不必像太陽能「看天吃飯」。換句話說,潮流能發電是一種基本不受天氣影響,每天都能工作的發電模式。

  特別適合海島使用

  專家介紹,潮流能的發電模式對於海島的開發極具價值,潮流能的發電規模雖然暫時有限,但是海島旅遊業受地域限制較大,其本身的地域範圍較小,電力需求量較內陸更少。如果採用內陸通電纜送電,運輸成本將會過高;如果在島上興建火電等發電機組,則會對環境、資源造成較大破壞,導致海島旅遊價值下降。

  因此潮流能等海洋能源的發電模式與海島開發可謂是一拍即合,不但可以就地取材,「海電海用」,潮流能發電模式還能為海島上的工農業提供必要的能源支持。

  總投資6000萬元

  「我們這個項目是一個綜合性海洋能源開發利用的項目,總投資約6000萬元,其中包括安裝在海上的3組潮流能發電裝置、安裝在島子南部的3組風力發電裝置和安裝在島子西部的一組太陽能發電裝置,總裝機容量達到了500千瓦,這些設備目前正在逐步進行調試,運行後將成為我國海洋最大的海洋能海島獨立供電系統之一,年發電量可達65萬度。」專家介紹,該工程將採用「多能互補」的模式,通過將海洋能與風能、太陽能進行互補發電,克服不同能種發電時域不同、發電強度不同、電力穩定性不同的缺點,通過智能供電系統實現統一管理、智能調配、調峰調壓、穩定輸出等功能,以化解海洋能能量輸出不穩定這一問題。

  新聞背景

  海洋能發電有三大難點

  齋堂島,面積0.46平方公裡,300多戶村民靠遠洋捕撈和近海養殖為生。3年前,這個不起眼的地方進入了中國工程院院士曾恆一的視野,得天獨厚的條件讓這成了國內首批海洋能可再生資源示範工程的所在地。據了解,曾恆一院士看中了這個小島海流流速適中、條件極具代表性、距離陸地路程合適。在此前舉行的「500千瓦海洋能獨立電力系統示範工程」暨青島市海洋能綜合試驗基地開工典禮上,曾恆一院士介紹,目前海洋能發電還有三大難點:一是裝置開發問題,海洋能裝置要耐得住波浪衝擊,確保較長的壽命;二是耐腐蝕問題,在海水環境以及海洋生物附著的情況下,必須儘可能不影響或少影響發電機組的運行;第三是成本問題,成本太高很難向全國推廣,不利於海洋能利用的產業化。如何克服這三大難點將是下一步的重點。

  「幾十年來,我們島上居民用的電都是用鐵塔架線輸送過來的,每度電五毛四分錢,雖然不貴,但因為線路漂洋過海,一旦出現故障,維修起來非常麻煩。」齋堂島電工郭文波舉了個例子:2001年冬天,齋堂島修建碼頭,施工吊車不小心將連接陸地與齋堂島的電線給刮斷了。當時還有一天就是小年,郭文波請求公司調派一臺發電機上島增援,他就在發電機旁搭個簡易帳篷,承擔起守護髮電機的任務。兩個月後,島上線路才恢復正常。「如果能用上潮流能發的電,這些困難就徹底解決了,我們島上居民盼著這一天快點到來。」郭文波昨天告訴記者。

  觀點

  省下的資源價值無法衡量

  據專家介紹,當前火電的度電成本約為0.3元上下,潮流能的度電成本還不能完全估計,但肯定會高於這個數字。表面上看,潮流能的度電成本在價格上沒有優勢。但是,如果再算一筆帳,它的優勢就顯現出來。據測算,一家30萬機組的火電廠平均耗煤在400克/千瓦時,年利用小時約5500小時,其發年電量為16.5億千瓦時,折合標準煤耗660萬噸。按照IPCC標準,我國發電用煤與標準煤的折合關係為:1:0.772,因此實際消耗原煤為855萬噸。稍小規模的火電廠,一年也能消耗近480萬噸煤。而普通發電機組每一次啟動也至少要消耗10噸左右的重油,每發一度電還要消耗800克的氧氣,對於資源的消耗來說,這些已經到了天文數字。而海洋能發電不需要消耗煤炭和重油這些資源,雖然從度電成本上顯現不出絕對優勢,但是節省下的資源價值是無法衡量的。此外,海洋能發電不佔用土地資源,這在無形中又節約了許多成本。

  相關連結

  世界各國瞄準潮流能

  潮流能作為海洋能的重要組成部分,受到世界各國的關注,近幾年在眾多基金項目和示範項目的支持下,潮流能開發得到了快速發展,規模化的開發項目在未來的幾年也將不斷建成。英國、挪威、美國、加拿大等國家,已有較大規模的項目在實施當中,潮流能發電距離人類的生活也會越來越近。

  作者:趙玉勳

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