——宋少如設計聚能型浪湧水流發電裝置
□ 潘鋒/文
海洋能指海洋中所蘊藏的可再生自然能源,主要為潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水溫差能和海水鹽差能。廣義的海洋能源還包括海洋上空的風能、海洋表面的太陽能以及海洋生物質能等。海洋能具有蘊藏量大、可再生性、不穩定性及造價高汙染小等特點。
海洋能產業進入戰略機遇期
世界海洋能的蘊藏量約為750多億千瓦,如此巨大的能源資源是當前世界能源總消耗量的數千倍,開發利用潛力巨大,因此利用海洋能發電已經成為國際新能源市場的一大熱點。在我國大陸沿岸和海島附近蘊藏著較為豐富的海洋能資源,總蘊藏量約為8億多千瓦,目前尚未得到充分開發。
我國海洋能的現代開發利用始於20世紀50年代末,到70年代末、80年代初,我國海洋能的開發利用有了較大發展,具備了一定的科技和開發基礎。經過不斷努力,我國海洋能發電產業穩步增長,海洋能發電「十五」期間平均增長速度為16%左右,「十一五」期間仍然保持良好發展勢頭。
近年來,我國海洋能開發步伐進一步加快。山東長島海上風電場、江蘇如東海上示範風電場一期工程開工建設,上海東海大橋海上風電場順利建成,浙江三門兩萬千瓦潮汐電站工程、福建八尺門潮汐能發電項目正式啟動,海洋微藻生物能源項目落戶深圳龍崗……溫嶺江廈潮汐試驗電站是我國最大的潮汐電站,規模位居世界前列。
在能源消費量持續攀升和傳統能源日趨緊缺的外部環境影響下,新能源開發利用已經成為大勢所趨。經過多年的技術積累,我國在海洋能開發及相關研究領域已經取得豐碩成果,開發成本不斷降低,海洋能產業進入戰略機遇期。我國海洋能資源蘊藏量豐富,再生能力強,海洋能發電產業得到國家政策的鼓勵和扶持,投資前景良好。
根據規劃,到2020年,我國計劃在山東、海南、廣東各建1座1000千瓦級岸式波浪能電站;在浙江舟山建設10千瓦級、100千瓦級和1000千瓦級的潮流電站;在西沙群島和南海各建1座溫差能電站。
波浪發電是海洋能源利用形式之一
波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。波浪能具有能量密度高、分布面廣等優點,是一種可再生清潔能源。而波浪發電是利用波浪能的主要方式。
波浪發電是繼潮汐發電之後,發展最快的一種海洋能源利用形式。1995年,英國建造了世界上第一座商業性波浪能電站。經過多年的研究發展,世界上已有英國、日本、愛爾蘭、挪威、西班牙、葡萄牙、瑞典、丹麥、印度、美國、中國等國家和地區研發的波浪能發電裝置漂浮在海面上或固定在海岸邊。
我國沿岸波浪能資源理論平均功率約1285萬千瓦,具有良好的開發應用價值。我國的波浪發電產業雖然起步較晚,但發展勢頭良好。微型波浪發電技術已經成熟,小型岸式波力發電技術已經進入世界先進行列。
我國首座波力獨立發電系統汕尾100千瓦岸式波力電站於1996年12月開工,2001年進入試發電和實海況試驗階段,2005年首次實海況試驗獲得成功。該電站建於廣東省汕尾市遮浪鎮最東部,為併網運行的岸式振蕩水柱型波能裝置,設有過壓自動卸載保護、過流自動調控、水位限制、斷電保護、超速保護等功能。
近年來,我國積極推進新能源開發利用。隨著一大批清潔能源發電項目建成投產,我國的發電裝機結構進一步得到優化,新能源發電呈加速發展態勢,同時也得到了國家政策的鼓勵和扶持,投資前景良好。
遼闊的海洋蘊含著巨大的能量,在漲潮落潮的潮汐以及海浪過程中就蘊含著大量的動能,如果將這些動能轉變為電能將為人類提供充足的能源。
聚能型浪湧水流發電裝置極具市場潛力
江蘇省南京市宋少如設計發明了「聚能型浪湧水流發電裝置」,此發明可充分利用海洋自然潮汐周期性循環漲、退特性進行發電,整體結構簡單、能量源受自然影響小、造價低、發電效率高、不佔用有效土地資源,可以切實解決潮汐能和波浪能的機械能轉化問題,達到通過發電裝置有效提取潮汐潛能量的目的。
根據市場調查,目前我國對「聚能型浪湧水流發電裝置」的市場需求量較大,因此該專利技術存在著廣闊的市場空間。原因主要為:一是隨著傳統能源日益緊缺,新能源的開發與利用得到世界各國的廣泛關注,越來越多的國家採取鼓勵新能源發展的政策和措施,新能源的生產規模和使用範圍正在不斷擴大。二是《京都議定書》到期後,新的溫室氣體減排機制將進一步促進綠色經濟以及可持續發展模式的全面進行,新能源將迎來一個發展的黃金年代。三是自《可再生能源法》正式生效後,政府陸續出臺了一系列與之配套的行政法規和規章來推動新能源產業發展,我國新能源行業進入發展的快車道。四是新能源作為國家加快培育和發展的戰略性新興產業之一,將為大規模開發利用新能源提供堅實的技術支撐和產業基礎。國家已經出臺和即將出臺的一系列政策措施,將為新能源產業發展注入動力。五是隨著投資新能源產業的資金、企業不斷增多,市場機制的不斷完善,「十二五」期間新能源企業將加速整合,我國新能源產業發展前景樂觀。六是我國潮汐能資源理論蘊藏量佔世界的3.7%,而可開發潮汐能資源按年發電量計算佔世界的34%-44%,可見我國潮汐能資源的可開發程度很高,開發條件比較好。七是我國對海洋能發電技術的研發設計起步晚,在波浪能利用上,我國與世界各國一樣,尚處在試驗階段,本專利技術方案的有效實施彌補了國內外波能發電技術市場的不足,容易實施易於推廣。
「聚能型浪湧水流發電裝置」的發電機組可大可小,可以單獨使用,也可以有多個組合進行陣列式開發;可以是固定式的,也可以是漂浮移動式的。該發明可以制式化地大規模生產,使大規模開發利用海洋能成為可能。這是一種符合當前環保理念的綠色能源獲取裝置,建設成本比較低,發電運行成本也非常低,可以補充或替代火力發電、江河築壩發電、核能發電等傳統發電模式,未來市場推廣前景和發展空間十分廣闊。