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潮汐能二代系统改采分散化小型结构以利装设,可减少能源成本达 30%
来源:技术质量管理部 日期:2018-05-14 访问次数: 字号:[ ]
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对于近海与四面环海国家来说,潮汐能虽然是个具有发展潜力的再生能源选项,但得先克服成本与海水侵蚀挑战。近日西班牙马德里理工大学 (UPM)研发出新一代潮汐涡轮机与锚泊系统(anchoring systems),可减少潮汐电厂整体成本 30%。

为了解决新型设备制造、安装和修护成本高昂问题,UPM 海洋再生能源技术研究小组(GITERM)成员研发新设计与程序(procedures)来评估发电机的寿命成本,利用经济分析和模拟系统设计出更简单与稳固的锚泊,让潮汐电站不会在深海中漂移。

有别于波浪能利用海浪动能发电,潮汐能是从昼夜间的海水涨落获得能量,并透过水位差来发电。科学家更认为,潮汐能很有可能是海上再生能源下一趋势。其中英国苏格兰已于 2017 年 9 月设备世上最大潮汐电厂,发电纪录最高可达 700 MWh,其余欧洲国家与加拿大也正着手安装潮汐能电站。

资料指出,80% 潮汐能潜力位置大多在水深 40 米处,第一代潮汐能如要装设在海床上,得消耗大量建设成本,因此第二代潮汐能应运而生。团队为了让设备固定于海底,且不被海流冲走,新一代潮汐能系统已加增锚泊与固定用电缆。

UPM 新型潮汐设备名为 GESMEY,涡轮机转子(rotor)尺寸已大大减少,第一代涡轮机转子原先大小可与陆上风机比拟,如今已发展为多个转子的潮汐能涡轮机,预计能源生产成本可降低 30% 左右。

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▲ 业者 Atlantis 用于苏格兰的潮汐能涡轮机。(Source:Atlantis)

第一代潮汐能涡轮形状与风机相似,大多具有 3 个叶片与变桨系统,并拥有可根据潮汐变化转移方向的偏航系统,涡轮机转向角度最高更可达 180 度,看起来就像在海底旋转的电风扇,但涡轮机体型较大,海底装设成本较高。而第二代涡轮机则是由多个转子组成,透过电缆与海底锚泊系统连接,体型较小,更适合设备在深海中,不过官网并没有提到发电效率与建造成本数据。

UPM 研究员 Amable López 表示,GESMEY 系统已获得大学专利,也是全球第一个在海上进行测试且能完全潜入水下的二代潮汐设备。且得益于成本分析系统,团队可评估多种设计方案并达成降低成本目标,可望让该潮汐能系统不管是在经济还是技术上都具有竞争力。

研究人员 José Andrés Somolinos 也指出,由于潮汐为可预测波动,这项优势有助于潮汐能未来发展,团队也致力于提升潮汐能的商业可能性,盼望该技术未来有助于沿海与偏远地区经济成长与增添就业机会。新型程序设计已发布在《再生与永续能源评论(Renewable and Sustainable Energy Reviews)》。

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