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水下涡轮机:人家才不是风力发电机

2020-10-11 13:38:56

(风机与涡轮机对比图 制图/刘浩)

  小编最近在学习风电知识时偶然发现了一张图片,图中的机器看着非常像风力发电机,可是又与以往印象中的又有区别,在小编的印象中,风力发电机是“高大帅”而这台机器给人的感觉却是“矮小萌”,这究竟是什么呢?

  风力发电机的远亲水下涡轮机

  经过调查后才知道,原来小编看到的这是水下涡轮机,也就是利用潮汐能发电的涡轮机,其外形看起来就像是固定在海底位置的风力涡轮机,其叶片会在潮汐流中旋转发电。相比风机,潮汐涡轮机具有更短的刀片,旋转速度较慢,能量被倾斜的刀片转换成电流。其基底构造被设计成一个三脚架,并由重力和附加的安定器稳固其位置。

  据资料显示,由于潮汐流比风更加稳定,因此这种涡轮机产生的能源比风力发电产生的能源更加稳定。而且绳链还可作为电缆,不仅发挥了固定的作用,还使其在水中以8字型的轨迹高速运动,以产生更多能量。在深海安装海上风电发电系统目前存在一定的困难,但深海环境却很适合安装重量小的水下涡轮机。

  其实涡轮机并不是最新技术,将涡轮机安装在海底,利用潮汐能量发电,是一种廉价环保的电能供给方式。

  水下涡轮机优于风力发电机吗?

  在这里对比的是海上风电与水下涡轮机,海上风电目前存在着造价成本高、技术难度大、占据部分海洋渔业资源以及阻碍野生动物迁徙繁殖等问题。

  针对这些问题,潮汐能发电支持者认为水下涡轮机优于风力发电机,因为通常建造水下涡轮机海洋水流最湍急的海域,也正是由于海水湍急,渔船很少在这里捕捞,并且涡轮叶片旋转非常慢,不会对鱼类构成威胁。

  对于风力发电机没风就停机的这一弊端,有人提出了这样的观点:每个水下涡轮机电能产量相当于一个风力发电机,却能够提供更多的电能,因为水流持续流动,涡轮叶片永远不会“停下来”。

  因此很多潮汐能发电的支持者认为,与其他可再生能源如风能和太阳能发电相比,潮汐发电是可再生能源中的重要组成部分且更具优势,由于其与月球运动的周期有关,故潮流可提前数年被预见。

  但是目前无论是风电还是潮汐发电都还处于成长期,最直接的证据就是,最早成气候的那批风电机组还都在发电,单从废弃设备的回收处理利用这一点来说,两种设备孰优孰略目前还不好说。毕竟一个被海风吹几十年另一个在海水里被浸泡几十年,从小编这个外行眼中来看,风机的回收可利用率应该会高于水下涡轮机。

  部分建造案例

  目前,苏格兰MeyGen公司计划投资8200万美元建造水下涡轮发电机,预计今年底将在苏格兰海域安装水下涡轮机,MeyGen公司执行总裁丹·皮尔逊表示建造成本能够降低。预计本世纪20年代能够完全对苏格兰三分之一家庭提供电能。

  此外,两年前苏格兰可再生能源电力公司(SPR)在奥克尼郡北部艾代岛成功完成了水下涡轮机“激发”潮汐发电的测试,该机器的使用标志着苏格兰雄心勃勃的潮汐发电项目的开启,随之将会规划上马一系列的涡轮机,让更多的家庭和企业用上可再生电力。

  苏格兰曾颁布过一份政府报告,提出到2030年将恪守承诺100%电力需求来自可再生能源。为了提供更多的可再生能源,当地工程师迫切地从自然运动的潮汐中探索出绿色发电概念,开发清洁、绿色的发电机组项目。苏格兰电力可再生能源公司还计划将在艾拉海峡建立一个10兆瓦的潮汐能发电系列。

  这些项目主要由英国电力可再生能源部门监管,该部门声称,水下涡轮机工作良好,已经开始为埃代岛提供能源。介绍称,水下涡轮机主要是利用潮汐以及水的力量来进行工作。另外,科学家们专门选择在暴风雨来临时,将涡轮机放入水中,以证明它能承受恶劣的天气环境。

  据说几年前挪威也曾经建立了一个1亿瓦风力涡轮机。不过小编没有翻到相关文献,在此不多做介绍。


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