《新型的波浪能发电设备将首次接入夏威夷电网》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-11-29
  • 海洋波浪能量强大,且永不停歇。但与风能和太阳能不同的是,尽管海浪具有巨大的利用潜力,但它仍然是一种基本上尚未开发的可再生能源。目前,全球各地的研究者们正在试图改变这一现状,一些大型的原型试验设备正在海岸线上安装架设。

    在夏威夷,海洋波浪能发电项目准备下个月连接瓦胡岛的电网。数百吨的发电装置最近从俄勒冈州运送到了美国海军波浪能试验场,设备将在那里接受为期一年的性能测试。该项目迄今已经历经10年的研发,已更新了数代,并在爱尔兰的高威湾进行了为期三年的测试。

    爱尔兰海洋能源公司首席执行官约翰·麦卡锡指出,这种能够在海洋环境中经受考验的技术面临的挑战非常大。为了避免海水对设备的不利影响,麦卡锡的研究小组设计了一种将机械部件置于水面之上的装置。系统的特点是有一个半潜室,其中一个空气囊位于上方。当水进入腔室,它就会迫使空气向上,推动涡轮系统发电。当水退去时,它又会产生一个真空,吸入外部空气并继续驱动涡轮。

    1.25兆瓦的发电设备将停泊在60米深的泊位上,并要经受大风和极端海浪的侵袭。一条海底电缆将把它连接到夏威夷电网。

    美国造船公司Vigor Industrial的汤姆·希克曼说,大约100人在波特兰天鹅岛造船厂历时14个月建造了该设备。工人将钢板切割成形,并焊接成三大块,形成L形船体,然后安装机电部件。项目经理泰勒·冈特说,大规模地建造这样的原型设备,面临的困难前所未有,需要在相对较紧的期限内不断地解决问题。例如,通常用于船体内部的加强筋被放在了设备的外部,以避免在气室中产生阻力。“而这与我们通常建造一艘船的方式恰好相反,”他在船厂说。

    根据相关咨询公司的数据,2010年至2018年,全球部署了大约19兆瓦的“波浪能发电设备”,不过一些设备在试验后已经退役。大部分项目都在英国和西欧,其他设备则部署在中国、澳大利亚、新西兰和美国。

    波浪能发电是利用海洋潮汐能来提供清洁电力的技术。美国能源部的一份报告显示,美国海岸的波浪能理论年发电量约为2.64万亿千瓦时,相当于美国2018年发电量的约三分之二。

    但是,波浪能发电技术在实现商业应用方面仍然面临重大障碍。如涡轮机和旋转的叶片如何影响野生动物。配套基础设施,如海上电网缺乏。政府的许可程序必须首先确保发电设备不会妨碍渔业或其他活动,这些问题已经抑制了投资的进入。

    目前,在全球有十几个波浪能发电试验中心。在苏格兰的奥克尼群岛,欧洲海洋能源中心有13个波浪和潮汐装置。澳大利亚西部和韩国济州岛的新项目正在建设中。在夏威夷的美国海军中心,哥伦比亚电力技术公司、西北能源创新公司和奥西拉电力公司三家开发商预计也将从2021年开始测试波浪能发电设备。

相关报告
  • 《波浪能发电及其流程》

    • 来源专题:水体污染与防治领域信息门户
    • 编译者:徐慧芳
    • 发布时间:2006-04-13
    • 本发明的波浪能发电及其流程是把海洋中波浪起伏的能量转变为高压、高速水流的动能,冲击水轮机叶轮并使轴旋转的机械能,再由发电机组转变为电能的过程。其主要方法是把若干个浮球按顺序安装在水面上,浮球产生的浮力通过杠杆的作用压拉水压泵的活塞杆,水压泵缸体内的水受挤压后集中的以高压、高速的冲击水轮机叶轮使其运转并带动发电机发电。冲击水轮机叶轮的水经过回水管再流往每组缸体内,就这样循环往复的不断的工作发电。
  • 《世界首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置下水调试》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-01-12
    • “装置已到达定位地点,完成下水目标!”南方电网广东电网工作人员兴奋地说道,这个平面面积超3500平方米、重超4000吨的巨型装置成功实现水上“漂浮”。1月10日,广东电网牵头研制的世界首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置开展下水调试工作,标志着兆瓦级波浪能发电技术从理论研究正式迈入了工程实践的新发展阶段。 图片世界首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置正式下水。 波浪能作为一种蕴含在海洋中的可再生能源,因其可再生性和绿色环保优点,已成为一种亟待开发且具有战略意义的新能源。“目前国内外研建的波浪能发电装置容量都是百千瓦级,我们装置的兆瓦级容量远超于其它装置。”南方电网电力科技股份有限公司首席技术专家刘石说道。 兆瓦级漂浮式波浪能发电装置包括了发电平台、液压系统、发电系统、监控系统、锚泊系统等部件,利用发电平台充分“吸收”波浪,通过三级能量转换将波浪能变成绿色电能,从而实现对远海岛礁的稳定供电。 “以往没有这么大的装机容量意味着没有太多可以参考借鉴的内容,而且这次面对的又是‘海洋工程’这个全新领域,对于项目团队来说是一个不小的挑战。”刘石解释,想要在确保俘获转化效率高的同时实现电能稳定输出,兆瓦级漂浮式波浪能装置的形状就要考虑多方面的因素,光是设计稿就反复修改了近百次,多种技术路线齐头并进,最终从一字型、圆边形以及四边型等四种形状中选择了更加适合的三边型。 针对中国南方海洋环境存在的高温、高湿、高盐雾及台风多发等情况,提高发电装置的可靠性极为重要。项目团队全力开展科研攻坚,攻克了波浪能高效俘获及转换、抗台风自保护等多项关键核心技术。“我们抗台风自保护技术设定了规避台风策略,如果环境过于恶劣导致装置已经不再适合工作时,装置会自动向内部注水,增加装置重量使其下沉,进而提高其对于台风的抵抗能力。”刘石说,兆瓦级漂浮式波浪能发电装置可抵抗16级超强台风。 除此以外,项目团队还提出了自适应波浪发电技术,使得发电装置可以被更加高效地利用。波浪在不同的天气情况会有所不同,该技术针对不同的波浪情况进行自适应的调节,在浪大的时候装置内部的发电机组会“火力全开”,而浪小的时候会视情况只开其中一部分。兆瓦级漂浮式波浪能发电装置整体转换效率可达22%,在满负荷的条件下,该装置每天可产生2.4万度电,大约能够为3500户家庭提供绿色电力,相当于为远海岛礁增加了一个大型“移动充电宝”。 接下来,广东电网将开展装置整体的集成调试工作,后续会先在广东沿海进行实海况试验,最后在远海并网运行,建成以波浪能为主体电源的新型电力系统示范岛。