中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:潮流能發(fā)電,相較于傳統(tǒng)水庫(kù)式潮汐電站,經(jīng)濟(jì)性更好,對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也更小,但是,兆瓦級(jí)潮流能發(fā)電機(jī)組研發(fā)仍處于探索階段。日前,在浙江舟山海域下海的國(guó)產(chǎn)潮流能發(fā)電機(jī)組總成平臺(tái)推動(dòng)潮流能發(fā)電商業(yè)化應(yīng)用更近了一步,若進(jìn)展順利,預(yù)計(jì)20年內(nèi)可達(dá)到火電上網(wǎng)電價(jià)水平。
1月12日,裝機(jī)容量3.4兆瓦的大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組總成平臺(tái)在浙江岱山秀山島南部海域下海。該發(fā)電機(jī)組是我國(guó)自主研發(fā)生產(chǎn)的裝機(jī)最大的潮流能發(fā)電機(jī)組,也是世界首臺(tái)3.4兆瓦LHD林東模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組。其成功下海,標(biāo)志著我國(guó)在海洋清潔能源利用技術(shù)上取得重大突破,海洋潮流能發(fā)電技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
預(yù)計(jì)6月并網(wǎng)發(fā)電
記者了解到,此次下海安裝的3.4兆瓦LHD林東模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目啟動(dòng)于2009年,由澳大利亞LaTrobe大學(xué)留學(xué)生林東為總工程師,美國(guó)南加州大學(xué)流體力學(xué)專家黃長(zhǎng)征博士、美國(guó)新材料領(lǐng)域?qū)<叶∨d者博士等三位海歸學(xué)者領(lǐng)銜,歷經(jīng)六年研發(fā),形成了由總成平臺(tái)系統(tǒng)、雙向調(diào)節(jié)水輪機(jī)渦輪系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)等15個(gè)技術(shù)群組合的技術(shù)體系。項(xiàng)目核心技術(shù)均擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專利46項(xiàng)。
據(jù)介紹,3.4兆瓦LHD林東模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組總成平臺(tái)設(shè)備長(zhǎng)70米,寬30米,平均高20米,重達(dá)2500噸,下海安裝后,可隨意安放七個(gè)發(fā)電機(jī)組模塊,七個(gè)發(fā)電機(jī)組模塊分別為三個(gè)0.6兆瓦機(jī)組和四個(gè)0.4兆瓦機(jī)組組成。
根據(jù)設(shè)計(jì),該發(fā)電機(jī)組總成平臺(tái)可抵抗16級(jí)臺(tái)風(fēng)和4米巨浪,預(yù)計(jì)今年6月可正式并網(wǎng)發(fā)電,運(yùn)行穩(wěn)定后年發(fā)電量可達(dá)600萬千瓦時(shí),不僅可以發(fā)電并網(wǎng),還能夠支撐島嶼獨(dú)立供電。
項(xiàng)目實(shí)施方LHD聯(lián)合動(dòng)能公司總工程師林東介紹說,該項(xiàng)目分別由“科學(xué)家·僑聯(lián)”號(hào)和兆瓦的“企業(yè)家·海歸”號(hào)兩臺(tái)機(jī)組組成,一期裝機(jī)容量為3.4兆瓦,二期裝機(jī)容量為4.1兆瓦。待項(xiàng)目經(jīng)過運(yùn)行和調(diào)試,技術(shù)、設(shè)備穩(wěn)定性等相對(duì)成熟后,將進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
國(guó)家海洋局海洋可再生能源開發(fā)利用管理中心綜合辦公室主任王海峰告訴記者,總裝平臺(tái)下海只是第一步,設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性如何必須經(jīng)受實(shí)際的檢驗(yàn)。作為國(guó)家海洋可再生能源資金項(xiàng)目,國(guó)家海洋局計(jì)劃在今年六七月間對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收。
突破以往技術(shù)路徑
潮流能作為清潔無污染的綠色可再生新能源,近年來受到了世界各國(guó)的高度關(guān)注,其規(guī)模化開發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用,更是各國(guó)科學(xué)家們一直探索的世界性課題。
王海峰介紹說,潮流能作為潮汐能的一個(gè)分支,是由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)而引發(fā)的動(dòng)能,其特征是一天內(nèi)發(fā)生的、有規(guī)則的雙向流動(dòng)。傳統(tǒng)的水庫(kù)式潮汐電站一般建在河口,必須攔海筑壩,建設(shè)成本巨大而且對(duì)水文和生態(tài)環(huán)境有一定影響。潮流能發(fā)電直接利用漲落潮水的水流沖擊葉輪等機(jī)械裝置進(jìn)行發(fā)電,大部分設(shè)備浸沒在海底,無需建設(shè)攔海堤壩,大大縮短了建設(shè)周期,降低了建設(shè)投資,經(jīng)濟(jì)性更好,對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也更小。
據(jù)悉,目前世界上最先進(jìn)、規(guī)模最大的海洋潮流能發(fā)電站是1.2兆瓦,由英國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和SEA GEN公司聯(lián)合研發(fā),于2008年下海發(fā)電并網(wǎng)。亞洲至今還沒有一個(gè)國(guó)家的潮流能電站研發(fā),達(dá)到下海發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)要求和商業(yè)化應(yīng)用的水平。在國(guó)內(nèi),目前研發(fā)的最大海洋潮流發(fā)電機(jī)站是0.3兆瓦。但是,從投入成本角度計(jì)量,都無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模運(yùn)用。而林東模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目的運(yùn)行,將為潮流能發(fā)電找到一條更經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)路徑。
記者了解到,LHD研發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)路徑,是以水輪機(jī)渦輪集成的模式去突破海洋潮流能發(fā)電設(shè)備大型化的技術(shù)瓶頸。“之前世界各國(guó)科學(xué)家在潮流能發(fā)電研發(fā)領(lǐng)域,在突破大型化的路徑上,都是在追求將水輪機(jī)渦輪的直徑做大,但這條路徑很可能走不通?!绷謻|稱。
林東告訴記者,由于是首臺(tái)裝備,投入的研發(fā)成本巨大,大約花了2億元?!耙虼思词菇o我們2元錢的上網(wǎng)電價(jià)也很難收回成本。但若將來實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;杀緦⒀杆俅蠓陆?,預(yù)計(jì)20年內(nèi)可以達(dá)到火電的上網(wǎng)電價(jià)水平?!?
像捕捉風(fēng)能一樣捕捉潮流能
月球引起了潮漲潮落,賦予了潮水巨大的動(dòng)能。和風(fēng)車捕捉風(fēng)能一樣,我們需要尋一種方法來獲取“潮能”。
據(jù)介紹,水下渦輪機(jī)就像是在海底或者河床上的風(fēng)車。它的葉輪設(shè)計(jì)和飛機(jī)螺旋槳類似,后面連著齒輪箱,齒輪箱連著發(fā)電機(jī)。當(dāng)潮水襲來,渦輪機(jī)就轉(zhuǎn)起來,同時(shí)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn),然后帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能再通過電纜傳到岸上,匯入電網(wǎng),送至千家萬戶。
林東告訴記者,相比陸上風(fēng)機(jī),水下渦輪機(jī)還有自身的一些優(yōu)勢(shì)。首先,水下渦輪機(jī)不會(huì)占用陸地空間,風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)則需要大片的土地。其次,因?yàn)樗拿芏冗h(yuǎn)大于空氣密度,這意味著相同條件下, 轉(zhuǎn)速、受力面積相同時(shí),渦輪機(jī)將會(huì)產(chǎn)生更多的電能。最重要的是,由于潮汐有規(guī)律可循,潮能可以進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。
根據(jù)測(cè)算,僅浙江舟山海域潮流能的裝機(jī)容量就可以突破7000兆瓦,相當(dāng)于三分之一個(gè)三峽大壩的裝機(jī)量。在林東看來,一旦技術(shù)被驗(yàn)證可行,潮流能大規(guī)模開發(fā)將成為現(xiàn)實(shí),這將有可能改變中國(guó)的可再生能源利用格局。