產業動態〡同時點亮10000盞60瓦電燈,只是洋流發電的一小步

2021-01-19 上海電氣

 


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。



···



相關焦點

  • 全球電壓等級最高、距離最長的特高壓線路投運,能同時點亮4億盞30...
    據《國家電網報》旗下微信號電網頭條稱,準東-皖南特高壓工程輸送容量1200萬千瓦,相當於可同時點亮4億盞30瓦電燈,滿足中國經濟發達的華東地區5000萬家庭的用電需求,每8小時20分鐘就可以輸送1億千瓦時電能。
  • 一滴水點亮100盞LED:新型水滴發電機展示全新發電「魔術」
    他們發明了一種全新概念的水滴發電機(Droplet-based Electricity Generator, DEG),只需要一滴水,就能點亮 100 盞 LED 燈,效率比常規的水滴發電機高出了幾個數量級。其廣闊應用前景更是超越了水滴的範疇:小到納米結構,大到驚濤拍岸,都可以利用這種全新的原理進行發電。
  • 一滴水點亮100盞LED燈!中國科學家打造水滴發電機
    來源:環球科學一滴水產生的電量足以點亮100盞LED燈(圖片來源:Xu et al。, 2020)撰文 | 張二七水力發電已非新鮮事物。在能源日漸缺乏的今天,水電提供了一種清潔、可再生的能源。水力發電主要利用水位落差,將水的勢能轉化為水輪的機械能,從而推動發電機並產生電。
  • 全球首例 日本研究團隊成功利用洋流發電!
    全球首例 日本研究團隊成功利用洋流發電!,通過藉助黑潮轉動渦輪機成功發電,最大發電量達30千瓦(KW),這是使用實驗機實際利用洋流成功發電的全球首例。據日媒報導,洋流發電是藉助洋流推動巨大渦輪機來發電,日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)與機械製造大廠IHI連手在日本鹿兒島縣吐噶喇群島(TokaraIslands)的口之島外海,自8月14日起進行實證實驗。
  • 光伏屋頂發電:一瓦造價不到10塊錢
    北極星太陽能光伏網訊:「僅我們廠區的屋頂一年就可發電30萬度。」談到廠內的光伏發電應用,北京京儀綠能公司副總經理李英龍這樣告訴記者。在京儀綠能公司辦公樓牆外側的立面覆蓋著薄膜非晶矽電池板、廠房、配電室和食堂的屋頂、自行車棚頂則為多晶矽太陽能電池組板,這些都屬於廠區的光伏發電系統,是國家光伏建築一體化項目。
  • 日本研究團隊成功利用洋流發電
    【環球科技綜合報導】據臺灣「中央社」 8月20日報導,日本團隊在鹿兒島縣吐噶喇群島外海進行洋流發電實證實驗,通過藉助黑潮轉動渦輪機成功發電,最大發電量達30千瓦(KW),這是使用實驗機實際利用洋流成功發電的全球首例。
  • 日本研究團隊成功利用洋流發電!
    近日,日本研究團隊在鹿兒島縣吐噶喇群島外海進行洋流發電實證實驗,通過藉助黑潮轉動渦輪機成功發電,最大發電量達30千瓦(KW),這是使用實驗機實際利用洋流成功發電的全球首例。根據日媒報導,洋流發電是藉助洋流推動巨大渦輪機來發電,日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)與機械製造大廠IHI連手在日本鹿兒島縣吐噶喇群島(TokaraIslands)的口之島外海,自8月14日起進行實證實驗。
  • 2017最強板型來襲 晶科320瓦12柵60片單晶
    晶科則正在大規模推廣金剛線切匹配黑矽制絨、單晶PERC電池技術,將同時引領單多晶產品一起降本提效。不斷追求成本降低和效率提升,降低光伏發電的度電成本,是光伏行業永恆的主題。晶科能源不斷創新研發,儘快讓光伏電實現發電側平價上網,屆時能像今天的煤電和水電一樣走進千家萬戶。
  • 日本領先全球開發洋流發電?臺灣去年已測試,雙方應尋合作契機
    日本《NHK》報導,該國是全球第一個測試洋流發電成功的國家,但利用黑潮發電其實日本非第一,我國中山大學行政副校長陳陽益主導的黑潮發電計劃於去年已經搶全球先機,測試成功。為何我國領先的洋流發電研究未能在國外打下第一知名度?世大運賽期進入立法院的臺灣官員或許還在主席臺上馳騁,無暇思考。
  • 新型水滴發電機:一滴水可點亮一百盞小LED燈
    新型渦輪機利用海海浪發電(圖片來源:OIST) 可是,由於現有技術的限制,波浪、潮汐、甚至是水滴中含有的低頻動能並沒有被有效地轉化為電能。例如,當水滴撞擊物體表面時,基於摩擦起電效應的傳統水滴發電機會因為接觸帶電和靜電感應而產生電能。然而,表面生成的電荷數量受到界面效應的限制,因此電能轉化效率相當低。
  • 愛迪生138年的電燈生意要賣了 但電網將永存
    電燈商業化的歷史從1879年開始。這一年冬天,一列列從紐約而來的火車噴吐著蒸汽駛入新澤西州的門羅帕克。絡繹不絕的乘客遠道而來,是為了觀看託馬斯·愛迪生的最新科研成果——白熾燈。乘客太多,以至於列車不得不增加臨時的車廂。一路上夜色漆黑,還飄著雪。但火車緩慢推進車站,乘客們看到的圖景是,沿路有20多盞發光的白熾燈泡。
  • 愛迪生138年的電燈生意要賣了,它最大的貢獻不是照明|好奇心商業史
    但火車緩慢推進車站,乘客們看到的圖景是,沿路有20多盞發光的白熾燈泡。放到現在不足為奇,但當時這座車站在世界範圍內絕無僅有——光線昏暗又產生廢氣的煤氣燈是照明的主要工具,人們還從未見過可以大規模使用、能夠持續燃燒的電燈。4年之後這樣的場景就不再只是表演。愛迪生把世界上第一個電網鋪設在紐約曼哈頓。順著電燈的思路,更多的家用電器被發明出來。
  • 【一日一題】傘式洋流發電
    (湖南師大附中2019屆高三月考試卷(三)地理)傘式洋流發電是將電站建在船上,通過「傘」帶動工作索,在洋流的作用下周而復始地運動,進而帶動發電機運轉發電。下圖為某海域的傘式洋流發電站示意圖。讀圖完成1~2題。
  • 根據經緯度自動開關 70000盞LED燈點亮港城
    昨(3)日上午,記者探訪市城管局養管處燈控中心,在這裡7萬盞LED路燈的開和關實現電腦自動控制,根據北京亮燈時間結合煙臺經緯度自動調節,如遇特殊天氣情況,還可以手動開關。 控制中心可看到每盞路燈 「目前我市是一個變壓器掌控周圍一公裡的路燈開關,所以一公裡內的40—50盞左右的路燈只能同時亮同時關。」原永志說,未來煙臺將逐步引進單燈控制系統,目前已經在通世南路安裝了540套做試點,從控制中心就可以清楚地看到哪盞燈不亮,以便組織維修。
  • 為什麼愛迪生發明了電燈,卻輸掉了電燈公司?
    愛迪生雖然不懂理論,但他對應用方向的敏感還有的,完全理解交流電的優勢,安全只是一個藉口,只是有一個原因,讓愛迪生公司根本無法支持交流電。答案是,在這場電力大戰中,雙方賣的東西完全不一樣。愛迪生要賣的是電燈等電器產品,但為了能讓電燈亮起來,同時賣發電機,最終變成一個電燈加一個直流發電機組成的「家用發電系統」,就像一個手機配一塊手機電池一樣。而威斯汀豪斯真正想賣的,是電力系統,燈泡只是系統下的明星產品,類似iOS系統和iPhone關係一樣,他要先把電力系統賣給城市和社區,再把燈泡賣給家庭。
  • 發明 風+溫差+自行車=輕鬆發電 以後停電再也不擔心了
    每天只要撥動開關,充足的電力就會從電網源源不斷地輸送到家裡,將居室點亮。可是設想一下,要停電了怎麼辦呢?此時,你能想到一些妙招為自己點亮一線光亮嗎?《原來如此》的三位驗證者想出來三個發電妙招,跟著小C去看看他們是怎麼奇(nao)思(dong)妙(da)想(kai)的吧!
  • 1880年1月27日 託馬斯·愛迪生申報電燈專利
    1880年1月27日 託馬斯·愛迪生申報電燈專利2017-01-27 00:00 來源: 科普中國 1880年1月27日,託馬斯·愛迪生申報電燈專利。1878年9月,愛迪生開始研製電燈。雖然剛開始遭遇諸多困難,屢屢失敗,但是在1879年10月22日,愛迪生終於成功點亮了第一盞電燈。
  • 百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站建成 一文帶你了解太陽能光熱發電產業...
    ,是我國光熱發電產業發展史上重要的裡程碑。,2014年後,國家有關部門逐漸重視光熱發電產業發展。2015年國家能源局發布了《關於組織太陽能熱發電示範項目建設的通知》及2016年國家能源局發布《關於建設太陽能熱發電示範項目的通知》,第一批示範項目正式推出;2016年國家發展改革委印發了《關於太陽能熱發電標杆上網電價政策的通知》,核定光熱發電上網電價;2018年國家能源局發布了《關於推進太陽能熱發電示範項目建設有關事項的通知》,決定將示範項目建設截至期限從2018年底延至2020年底,同時建立逾期投運項目電價退坡機制