洋流發電機組來了!3月中旬,由上海電氣研發的首臺600KW洋流發電機組樣機在東臺基地通過上海市科委驗收。從風力發電、太陽能發電到垃圾發電,再到如今的洋流發電,上海電氣新能源裝備家族又添一名新成員。
在海洋運動中,洋流對地球的氣候和生態平衡扮演著重要的角色。洋流循著一定的路線周而復始地運動著,其規模比起陸地上的巨江大川則要大出成千上萬倍。海水流動可以推動渦輪機發電,為人們輸送綠色能源。中國的洋流能源很豐富,沿海洋流的理論平均功率為1.4億千瓦。
利用洋流發電的可行性如何?
聽地理老師說,全世界的河流加在一起也只能抵得上一支洋流的能量,既然河流可以用來發電,那麼人類以後有大規模利用洋流發電的可能性麼?
從可能性上講,當然有可能性。但是真正實用化,也還要解決不少問題。這也許是目前洋流發電沒能普及的原因吧。
優點:
1.不排放二氧化碳,對環境負擔較小。
2.和風力發電、太陽能發電相比,不受天氣狀況左右,所以電力輸出較為穩定。
缺點:
1.海水的密度約為空氣的1000倍,所以洋流發電渦輪機的強度要求很高。旋轉式渦輪機的直徑一般在11米以下。
2.洋流的速度較低,所以在發電時,需要使用水流增速的結構。但水流增速就意味著渦輪機的運動阻力增大,這更增大了強度方面的問題。
3.洋流也是船舶航行的通道,需要考慮船舶航行的安全。
4.洋流還是天然漁場的所在地,所以洋流發電需要兼顧漁業方面的問題。
5.洋流的位置也不是完全不變,所以如何及時掌握洋流位置變化,並應用到發電方面也是需要考慮的。
困難多、技術難度大,但近年來,洋流發電技術也取得了較大的進展,國際上有多家知名企業投入了洋流發電機組的研發( 如西門子公司、ALSTOM 公司) ,並安裝了洋流發電機組的樣機。目前,已安裝的洋流發電機組容量一般在600 KW ~1 MW 左右,工作水深一般在25 ~35 M 左右。
洋流發電機組在結構上與風力發電機組有很多相似性,洋流發電機組的設計在一定程度上可以參考風電機組。但是,考慮到洋流發電機組安裝在海平面以下,其工作環境更加惡劣,可維護時間更短,維護成本和維護風險更高。因此,洋流發電機組的設計在參考風電機組的基礎上,還需要更加關注部件的可靠性,並儘量減少維護的工作量。
3月中旬,由上海電氣研發的首臺600KW洋流發電機組樣機在東臺基地通過上海市科委驗收。從風力發電、太陽能發電到垃圾發電,再到如今的洋流發電,上海電氣新能源裝備家族又添一名新成員。
據了解,首臺洋流發電機組是目前國內單機容量最大,葉輪直徑最大的洋流發電機組。機組額定功率為600KW,採用水平軸布置、帶齒輪箱驅動鏈結構形式,適用於中國大部分近海海域。經專家審核,該機組總體技術水平達到了國際先進水平,由於採用了多項獨特創新設計,在環境適應性方面優於國外機組。
中國近海包括渤海、黃海、東海和南海。中國的近海位於北太平洋的西部邊緣。東西橫跨約32個經度,南北縱貫44個緯度,總面積470多萬平方公裡。
從外形看,該洋流發電機組類似於一颱風力發電機,但由於要放置於嚴酷的海洋環境裡發電,因此又與傳統的風力發電機有著截然不同的技術要求。其中最為奪人眼球的要數兩大原創性關鍵設計技術突破。
首先是機艙動密封設計。由於國內近海海域的海水泥沙含量高,容易造成機艙動密封橡膠磨損進而引起海水侵入機艙,因此採用了機械密封系統+自動排水系統的創新設計,能有效提升機組安全性。
其次是機組葉片抗壓設計。處在深水工作的機組葉片由於受巨大的海水壓力差,會導致其內外壁產生變形,導致葉片使用壽命縮短甚至失效。此外,海水的浮力還會使中空的葉片受力不均,進而影響整個發電裝置的平衡性。為此,研發團隊專門設計了一種適用于洋流發電機組的葉片結構,有效減小了葉片的靜壓差和機組的不平衡力矩。
洋流發電作為新能源領域的新軍,國內目前還普遍處於研發階段。由于洋流具有流速和流向的穩定性,洋流發電設備的年利用小時數幾乎接近陸上風電的一倍。同時,洋流發電既可以利用海上風電、石油鑽井平臺的基礎,進行能源的綜合開發,也可以獨立安裝,為各種海上設施、海島提供電力,具有良好的經濟性和廣泛的用途。同時兼具分布範圍廣、資源豐富等特點,因此洋流發電技術具有良好的市場應用前景。
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