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一种重要的能源——潮汐涡轮机发电的应用
发表时间:2012-08-28 阅读次数:2021次

      潮汐涡轮机,即潮汐涡轮发电机,是将涡轮机固定在海底,利用海底的洋流推动涡轮机叶片发电,从而获得电能。
        潮汐现象是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动,习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐,而海水在水平方向的流动称为潮流。从严 格意义上讲,目前推广的潮汐涡轮机从工作原理上讲,并不是利用潮汐,而是潮流,或许叫做潮流涡轮机更为合适。原先利用潮汐发电,有不稳定的缺点,而现在利 用潮流发电,可以获得非常稳定可靠的电源。
        涡轮机由叶片、发电机、齿轮箱、旋转密封、止推轴承、轴制动器、辅助变压器、变压器/高压开关设备、重力式结构、刺插装置、钢坯、电源连接器、光纤连接器 等组成。涡轮机最大设计深度约为25~60米;叶轮转速为每分钟6~15转;额定设计水流速度约为2.65m/s,最高水流速度可达3.4m/s;对于1 兆瓦或2兆瓦的机组而言,叶轮长度约为18~25m,设备重量小于150吨;涡轮机预计设计寿命约20年。
        涡轮机有两种安装方式,一种是重力式安装,底部加钢坯、一般单个钢坯的重量约250吨,单套设备须配置4个钢坯,总重量约1000吨,直接安放于海床;另 一种是单塔式安装,或称刺插式安装,在海底打桩后加以固定,将涡轮机插入海底,一般需要由水下机器人配合施工。配置有250吨起重机的船只均可以安装涡轮 机。
        根据国家“十二五规划”,国家将重点培育发展战略新兴产业,加强新能源的开发。潮汐涡轮机作为一种绿色、环保、无污染的天然可再生能源具有着良好的应用前 景。目前我国已经启动了大规模海洋资源利用计划,其中就包括潮流能的开发和利用。渤海湾、杭州湾、浙江、福建沿海均有着大批潮流能富集的海域。主要是激光 发射装置来测定相应海域的洋流变化情况来确定是否可以取得稳定可靠的潮流能。中国海洋局将统一管理海洋资源的开发。
        该项技术推广和应用的主要瓶颈如下。
        一,成熟技术掌握在国外,目前完全掌握该技术的有Atlantis Resources、MCT、Hydra Tidal、RR/TGL、现代重工、Hammer-fest Storm、Open Hydro等公司。我国尚未掌握该部分技术,该能源的开发势必要和国外公司联合进行。
        二,设备投资高昂,运行成本大。这也是应用该技术的主要瓶颈。按照目前我国的工业用电价格,如果开发投入潮汐涡轮发电项目,根本无法收回投资。这意味着该 项技术无法以普通商业模式来进行运作。以发电量为400兆瓦的机组为例,目前的设备价格就高达15亿美元;如果是单套1兆瓦的设备,其价格高达700万美 元。因此该项能源的开发需要国家产业政策大力扶持,给予经济上的补贴,以期待规模效应的形成、技术的进步、生产制造成本的下降组中导致该项技术应用成本的 下降。英国、加拿大、法国、荷兰等国家对该项技术的应用均采取了积极扶持的态度。以英国为例,每发1兆瓦的电量,可以获得政府约250英镑的补贴。
        中国技能环保集团公司已经开始着手潮汐发电计划的实施。相信不久的将来,潮汐发电将成为我国一种重要的能源补给,利国利民。

(宝钢工程技术集团有限公司 金亚飚)

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