潮流能发电及潮流能发电装置汇总情况
我国潮汐能利用综述
我国潮汐能利用综述摘要:自然资源是人类社会存在与增长的最主要物质。
随着世界经济蓬勃发展,对能源的需求也不断增长。
当今世界各国都在开发新能源,以对付日趋匮乏的不可再生资源,如海洋能源作为一种清洁的可再生资源,受到了众多沿海国家的重视[1]。
中国是世界能源生产和消费的大国,存在着能源危机和环境污染等问题,因此我国要转变传统的能源结构,创新清洁能源。
随着科技水平日益提高,我国对能源的探索逐渐从陆地拓展到海洋。
中国有约3.2万公里的海岸线,在如此广袤的近岸海洋中蕴含了大量的潮汐能[2]。
因此,本文简要阐述了潮汐发电的基本原理及形式、中外海洋潮汐能开发使用现状,剖析了当前海洋潮汐能开发问题并对中国未来海洋潮汐能利用前景作出展望。
关键词:潮汐能;库式;无库式1.潮汐能的形成原理潮汐现象包含了潮和汐,其是由日月的引力共同作用而形成周期性振荡的水起伏活动[3]。
由于日月交替一天内会涨两次潮,按月周期又会有大潮和小潮。
潮水在水位变化时伴随周期性的垂直和水平流动。
垂直升降部分为潮汐的位能,被称为潮差能;水平流动部分为潮汐的动能,称为潮流能。
1.潮汐能的应用而对于潮汐能的应用,重点在于发电。
目前最成熟的潮汐能发电方式都是水库式,即借助海湾、河口等地形,修筑水堤与电站房从而发电。
水在涨落潮时蕴含着可转化的动能与势能。
当涨潮时,海水经由机组流道进入水库并驱动水轮机,发电;退潮时,海水在库内流回海中时又促使水轮机旋转以发电。
海水的周期涨落运动所产生的推动力和落差能力,也将用于推动水轮发电[1]。
1.潮汐能的特点潮汐能主要有三个特点:无污染可再生。
涨潮退潮,蕴藏着大量可持续、可再生的清洁能源。
实用可靠。
潮汐电站不会造成移民、毁田等问题,还有助于当地经济发展。
稳定。
潮汐能根据日月地运动周期产生,无论何种自然天气情况潮汐都如约而至[4]。
尽管潮汐能有上述优点,但在实际应用中,也有薄弱之处,如潮汐电站施工难度较大,投资大,机电设备受腐蚀、泥沙沉积的现象也比较辣手,同时其发电质量也难以保障。
波浪能的研究现状与开发利用
波浪能的研究现状与开发运用随着世界经济的发展,人口的激增,社会的进步,人们对能源的需求日益增长。
占地球表面70%的广阔海洋,集中了97%的水量,蕴藏着大量的能源,即海洋能。
近20数年来,受化石燃料能源危机和环境变化压力的驱动,作为重要可再生能源之一的海洋能事业取得了很大发展,在相关高技术后援的支持下,海洋能应用技术日趋成熟,为人类在下个世纪充足运用海洋能展示了美好的前景。
海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源,重要为潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能。
更广义的海洋能源还涉及海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。
究其成因,潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化,其他基本上源于太阳辐射。
海洋能源按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。
其中,潮汐能、海流能和波浪能为机械能,海水温差能为热能,海水盐差能为化学能。
其中波浪由于开发过程中对环境影响最小且以机械能的形式存在,是品位最高的海洋能。
据估算,全世界波浪能的理论值约为109Kw量级。
是现在世界发电量的数百倍,有着广阔的商用前景,因而也是各国海洋研究的重点。
自20世纪70年代世界石油危机以来,各国不断投入大量资金人力开展波浪能开发运用的研究,并取得较大的成果。
日,英,美,澳的国家都研制出应用波浪发电的装置,并应用于波浪发电中。
我国对波浪能的研究,运用起步较晚,目前我国东南沿海福建。
广东等地区已在实验一些波浪发电装置波浪能简介:波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。
波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。
波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。
波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的,它实质上是吸取了风能而形成的。
能量传递速率和风速有关,也和风与水互相作用的距离有关。
波浪可以用波高、波长和波周期等特性来描述目前波浪能的重要的重要运用方式是波浪能发电,此外,波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。
潮汐海流能发电
海洋中所蕴藏的可再生自然能源称为海洋能,源于太阳和月亮对地球的引力变化以及太阳辐射给予海洋巨大的能量。
只要太阳、月球等天体与地球共存,这种能源就会再生,就会取之不尽,用之不竭。
潮汐现象就是海水在月球和太阳引力作用下所产生的周期性运动,潮汐的潮差又引起潮流。
潮差与潮流的能量都可以用来发电。
海洋能Ocean Energy海洋能源主要指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源,主要为潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和海水盐差能。
究其成因,潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化,其他均源于太阳辐射。
海洋能具有可再生性。
海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,只要太阳、月球等天体与地球共存,这种能源就会再生,就会取之不尽,用之不竭。
海洋能总蕴藏量高达天文数字,但单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。
这就是说,要想得到大能量,就得从大量的海水中获得。
潮汐能潮汐现象是海水在月球和太阳引力作用下所产生的周期性运动,由于月亮离地球较近,月球与太阳引潮力之比为11:5,引起海洋潮汐主要是月亮。
月球的引力使地球向月面和背月面的水位升高。
通常,将白天海水上涨叫“潮”,晚上海水上涨叫“汐”,合称“潮汐”。
由于太阳的引潮力也不小,月亮与太阳在不同位置引起潮汐也不同,图1与图2是月亮与太阳在不同位置引起潮汐的示意图,图中地球周围的蓝色代表潮汐,为能看清夸张的进行表现。
图1 潮汐形成的示意图(一)在农历每月的初一太阳和月球在地球的一侧,两者引潮力相加,会引起较高的潮差,称之为“大潮”;在农历的初八太阳与月亮相对地球的位置垂直,太阳的引潮力在垂直方向吸引海水,削弱了月亮引起的潮汐,使潮差减至最小,称之为“小潮”。
图2 潮汐形成的示意图(二)在农历每月的十五或十六附近,太阳和月亮在地球的两侧,太阳和月球的引潮力你推我拉也会引起较高的潮差,也称之为“大潮”。
在农历每月的二十三太阳与月亮相对地球的位置垂直,太阳的引潮力削弱了月亮的引潮力,引起的潮差也最小,也称之为“小潮”。
潮汐能发电在海洋工程中的应用案例
潮汐能发电在海洋工程中的应用案例潮汐能发电是一种可再生能源的形式,利用海洋潮汐运动来产生电力。
这种能源形式在海洋工程中有着广泛的应用,为地球上不同地区的能源需求提供了可持续发展的解决方案。
本文将介绍一些潮汐能发电在海洋工程领域中的应用案例。
1. 潮流发电计划潮流发电计划是英国一个重要的潮汐能发电项目。
该项目位于苏格兰的苏利文湾,利用人工安装的潮汐涡轮机将潮汐能转化为电能。
这个计划的主要目标是测试和改进潮汐能发电技术,同时为苏利文湾地区提供可持续的清洁能源。
通过该项目的实施,潮汐能发电在海洋工程中得到了进一步的推广和应用。
2. 应用于岛屿供电塞班岛是太平洋上一个人口较多的岛屿,过去主要依靠柴油发电机供电。
然而,柴油发电机不仅昂贵而且对环境造成污染。
为了解决这个问题,塞班岛引入了潮汐能发电技术。
通过在周围海域安装潮汐涡轮机,岛上居民可以利用潮汐能发电机组的清洁能源来满足电力需求。
这项工程为岛上提供了可持续、环保的电力解决方案。
3. 海岸线防洪工程潮汐能发电在海岸线防洪工程中也有着重要的应用。
潮汐能发电装置可以与防洪设施结合使用,既能够发挥潮汐能发电的作用,又能够有效地减少洪水灾害的发生。
通过安装潮汐涡轮机,波浪和潮汐的能量可以转化为电能,并且在需要时可以调节发电装置的运行方式,减缓洪水的影响。
这种应用方式在一些沿海城市和岛屿上得到了广泛的采用。
4. 水下航行器充电站潮汐能发电还可以应用于水下航行器充电站的建设。
水下航行器是进行海洋科学研究和资源勘察的重要工具,但是其电池容量有限,需要进行频繁的充电。
潮汐能发电装置可以在海洋中为这些航行器提供可持续的电力。
通过设置水下充电站,航行器可以在需要时进行电池充电,从而延长使用时间和提高工作效率。
总结:以上是几个潮汐能发电在海洋工程中的应用案例。
这些案例展示了潮汐能发电作为一种可再生能源,在海洋工程领域中的广泛应用和潜力。
随着技术的不断进步和环境意识的提高,相信潮汐能发电将在未来发挥更大的作用,为我们提供更清洁、可持续的能源解决方案。
潮汐能的利用方式和海洋能源的开发
潮汐能的利用方式和海洋能源的开发潮汐能和海洋能源都是可再生的清洁能源,具有广阔的开发前景和巨大的发展潜力。
本文将分析潮汐能的利用方式以及海洋能源的开发,并探讨其在可持续能源发展中的重要性。
一、潮汐能的利用方式潮汐能是指利用潮汐涨落变化来发电的一种能源形式。
潮汐能的利用方式主要有以下几种:1. 潮汐水电站潮汐水电站是利用潮汐动能发电的设施。
它通过建立大坝,将海水引入潮汐池,在潮汐池中建立涡轮机发电。
当潮汐涨潮时,海水通过涡轮机驱动发电机,生成电能;而在潮汐落潮时,海水则从潮汐池中流出。
潮汐水电站具有稳定的发电能力和较长的使用寿命,适用于能源丰富的潮汐区域。
2. 海底潮汐发电海底潮汐发电是一种相对较新的潮汐能利用方式。
它利用将涡轮机安装在海床上,使得潮汐涨落时的海水经过涡轮机产生能量。
相较于潮汐水电站,海底潮汐发电的建设成本较低,同时也减少了对海洋生态环境的影响。
3. 潮汐动力发电船潮汐动力发电船是一种将潮汐能转换为电能的移动发电设备,广泛应用于潮间带和海岬潮流较强的地区。
该种方式通过利用潮流推动涡轮机来发电,具有灵活性和高效性的特点。
二、海洋能源的开发海洋能源包括潮汐能、海浪能、海流能和海水温差能。
除了潮汐能外,海洋能源的开发也具有重要的意义。
1. 海浪能海浪能是指利用海浪产生的机械能来发电。
海浪能的开发方式主要有浮标式发电、压缩空气式发电和液压式发电等。
这些技术形式通过捕捉和转化海浪的机械运动来产生电能,对于那些海浪资源丰富的沿海地区具有潜在的经济效益。
2. 海流能海流能是指利用海洋中的洋流和潮汐流动来发电的一种能源形式。
通过利用涡轮机或潮流发电装置,将海流的动能转化为电能。
海流能的开发在环境影响较小的同时,可以提供稳定的发电能力,对于无法开发潮汐能的地区来说具有重要意义。
3. 海水温差能海水温差能是指利用海水的温度差异来发电的能源形式。
该技术利用海洋中冷热水之间的温差,通过热能交换和工质循环转化为电能。
潮流能发电技术[优质ppt]
透平类的与风力发电的区别
① 由于海水的密度大约是空气的800倍左右,对于相同功率等级的 机组,潮流能系统的叶轮直径仅为风力机组的1/2左右,所以其 功率体积比大。
② 相对于风的瞬息万变,潮流能的稳定性及高可预测性对于潮流 能系统的控制及操作来说是比较有利。
③ 由于流体介质的区别,潮流能系统的透平装置受到的载荷更大, 但其只需正反180度两个方向运行,从而可省略偏航装置。
开发环境严酷,一次性投资大,但不污 染环境,不占用良田,可综合利用。
潮流能的定义
潮流是与潮汐相伴而产生的周期性海水水平流动, 在月亮和太阳引潮力作用下,海水做周期性的运动,它 包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流动, 后者即被称为潮流。
潮流运动时所产生的动能即为潮流能。
潮流能的特点
1. 较强的规律性和可预测性; 2. 功率密度大,能量稳定,易于电网的发
1. 总体性能更好,能量捕获率高,自启动性能 好,转速也相对高,更利于直驱传动。
2. 更利于开展各种控制方法,如变速,失速, 变桨控制等。
3. 相关的知识库丰富,可利用的现有技术相对 较少,如风力机和船舶螺旋桨领域的技术。
潮流能透平的能量捕获原理
1 制动盘概念及动量定理 2.旋转尾流效应及角动量定理 3.叶素理论 4.叶素动量理论
④ 潮流能系统更方便使用聚流装置来增加流体速度,另外旋转部 分在水下,所以噪声小,没有视觉上的影响。
⑤ 恶劣的海洋工作环境使潮流能系统必须要考虑结构腐蚀,密封, 叶片损坏,系统维护,大的轴向受力及气蚀等问题
垂直轴式系统
在透平类潮流系统中,水平轴式和垂直轴式系统各具 特点。垂直轴系统其透平轴先分别垂直于潮流方向及水 平面,该类系统开发的较早,其技术优点有:(1)透平 总体设计更简单,成本低,叶片加工制作容易;(2)其 透片可适应各方向的来流,而发电机更方便放置在水面 以上,因此可简化对流问题,及降低水下密封部分的成 分。(3)因为叶尖损失相对小,所以噪声更小。(4) 安装支撑方式更适合采用漂浮式的结构,同时更便于采 用聚流装置来增大流速。(5)更适合于在垂直方向上流 速不均匀的浅水海洋环境,尤其是旋转形叶片的透平。 相应的垂直轴系统也有一些明显的缺点:比如通常透平 的启动转矩比较低,启动特性差,运行时有较大的转矩 脉动,能量转换效率较低。
潮流能发电及潮流能发电装置汇总
潮流能发电及潮流能发电装置戴庆忠摘要 潮流能发电是利用潮汐动能的一种发电方式。
由于潮流能发电不需要筑坝 拦水,具有对环境影响小等许多优点。
因此,近年来潮流能发电引起许多国家 重视,潮流能发电技术发展很快。
本文从分析潮流能的特点入手,介绍了国内外潮 流能发电的近况,重点介绍目前出现的各种潮流能发电装置,包括水平轴潮流能水轮 机、竖井潮流能水轮机、振荡水翼式潮流能装置等。
关键词 潮汐 潮流能 潮流能水轮机 潮流能发电1 前言1.1 潮流能的特点潮流主要是指伴随潮汐现象而产生的有规律的海水流,潮流每天两次改变其大小和方向。
而潮流能发电则是直接利用涨落潮水的水流冲击叶轮等机械装置进行发电。
众所周知,潮汐是海水在月球、太阳等引力作用下形成的周期性海水涨落现象。
潮汐现象伴随两种运动形态:一是涨潮和落潮引起的海水垂直升降,即通常所指的潮汐;二是海水的水平运动,即潮流。
前者(海水垂直升降)所携带的能量(潮汐能)为势能;而后者所携带的能量(潮流能)为动能。
可以说,两者是与潮汐涨落相伴共生的孪生兄弟。
对前者,可以采用类似河川水力发电的方式,筑坝蓄水发电;而对本文所介绍的潮流能,可以采用类似于海流发电方式,利用潮流的动能发电。
与常规能源比较,潮流能有以下特点:(1) 潮流能是一种可再生的清洁能源。
(2) 潮流能的能量密度较低(但远大于风能和太阳能),但总储量较大。
(3) 与海流能不同,潮流能是一种随时间、空间而变化的能源,但其变化有规律可循, 并可提前预测预报。
(4) 潮流能发电不拦海建坝,且发电机组通常浸没在海中,对海洋生物影响较小,也不 会对环境产生三废污染,不存在常规水电建设中头疼的占用农田、移民安置等诸多问题。
(5) 与陆地电力建设相比,潮流能开发环境恶劣,一次性投资大,设备费用高,安装维 护和电力输送等都存在一系列关键技术问题。
1.2 潮流能水轮机输出功率的计算潮流能机组输出功率的计算公式为: P=ηρ23AV式中 P ——功率,Wρ——海水密度,1025kg/m 3A ——潮流水轮机转子扫掠面积,m 2V ——潮流速度,m/sη——效率从上述可以看出,潮流能机组的输出功率很大程度决定于潮流速度。
潮流能发电原理
潮流能发电原理潮流能发电是一种利用海洋潮汐能转化为电能的可再生能源技术。
潮汐是由于地球受到月球和太阳的引力作用而产生的规律性海洋水位变化。
潮汐是一种相对固定的自然现象,能够稳定地提供能量。
因此,利用潮汐能发电具有持续稳定的特点,被视为一种可靠的清洁能源。
潮流能发电的原理是利用海洋潮汐能转化为动力能,再将动力能转化为电能。
具体来说,主要包括潮汐动力装置和发电装置两部分。
潮汐动力装置是将潮汐能转化为机械能的装置。
一种常见的潮汐动力装置是潮流涡轮机。
潮流涡轮机通过将水流引入涡轮机,利用水流的动能带动涡轮旋转,进而驱动涡轮机内部的发电机发电。
涡轮机通常设在海底,以最大限度地利用潮流能。
发电装置是将机械能转化为电能的装置。
一般情况下,潮流涡轮机会通过传动系统将动力传递给内部的发电机。
发电机利用电磁感应原理,将旋转的机械能转化为电能。
由于潮流涡轮机的运行受到潮汐的影响,因此发电装置需要具备一定的调节和控制系统,以保证发电的稳定性和可控性。
潮流能发电具有一些独特的优势。
首先,潮汐能是一种可再生的能源,不会像化石能源一样耗尽。
其次,潮汐能是一种稳定的能源,潮汐的周期性和规律性使得发电系统能够提前计划和调度发电。
再次,潮流能发电是一种清洁能源,不会产生二氧化碳等温室气体和污染物,对环境没有直接的负面影响。
此外,潮流能发电的设备通常位于海洋中,不会占用大量陆地资源。
然而,潮流能发电也存在一些挑战和问题。
首先,由于潮汐能的利用需要特定的地理环境和条件,因此潮流能发电的可行性和适用性受到一定限制。
其次,潮流能发电设备的建设和维护成本较高,需要大量的投资。
此外,潮流能发电还面临着对海洋生态环境的影响和冲击,需要进行充分的环境评估和监测。
潮流能发电技术还处于发展初期,尚未广泛商业化应用。
但随着清洁能源的需求和发展,潮流能发电作为一种可持续的能源选择,具有重要的发展前景。
未来,随着技术的进一步突破和经济的进一步成熟,潮流能发电有望成为海洋能源领域的重要组成部分。
潮汐能、海流及潮流能和波浪能发电技术调研大纲201303
潮汐能、海流及潮流能和波浪能发电技术调研随着经济的发展,化石原料日益短缺,能源问题逐渐成为世界性问题。
占地球面积71%的海洋中蕴藏着巨大的海洋能,其中可利用的能量大大超过了目前全球能源需求的总和,并且海洋能是绿色、清洁、零排放的可再生能源,科学的开发和利用对缓解能源危机和环境污染问题具有重大意义。
海洋能主要为潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能。
更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。
我国大陆海岸线长达18000多千米,拥有6500多个大小岛屿,海岛的岸线总长约14000多千米,海域面积达470多万平方千米。
可开发的海洋能资源前景巨大,据估计,海洋能源达5亿多千瓦,其中,潮汐能资源约为1.1亿千瓦,全国总量的81%分布在浙江、福建两省;海流能的蕴藏量为0.5亿千瓦,主要分布在浙江、福建等省;沿岸波浪能的总功率为0.7亿千瓦,主要分布在广东、福建、浙江、海南和台湾的附近海域;海洋温差能约为1.5亿千瓦。
我国海洋能资源十分丰富,大力开发和利用海洋能资源对于我国实行可持续发展战略,加快建设资源节约型、环境友好型社会具有重大战略意义。
开发海洋能是我国能源战略的方向之一,国家可再生能源法明确将海洋能纳入其中,《国家海洋事业发展规划》、《国家海洋经济发展规划纲要》、《国家十二五海洋科学和技术发展规划纲要》,都对海洋能发展做出了部署。
海洋能虽然储量巨大,但由于受能源分布、海洋环境严酷等诸多因素的影响,具有开发难度大、风险大、投入大的特点,全世界的海洋能源开发仍处于试验阶段,远没有到达产业化的程度,根据欧洲可再生能源委员会2010年发布的报告称“鉴于目前海洋能利用面临的技术和非技术性障碍,海洋能产业要从实验阶段发展至商业化阶段可能需要5到10年甚至更长时间”。
据初步了解,目前国内海洋能开发研究情况大致为:潮汐能已有40多年的开发史,有8座长期运行的潮汐电站,但规模都较小,总装机量在6120千瓦;波浪能、海流及潮流能的新技术与新装置开始进入实海况条件的试验研究阶段;海洋温差能和海洋盐度差能技术仅仅处于实验室原理性试验阶段。
潮流能发电技术
电气2班 张陈 2016200498
海洋能简介
海洋是个庞大的能源宝库,它既是吸能器, 又是贮能器,蕴藏着巨大的动力资源。海水中 蕴藏着的这一巨大的动力资源的总称就叫做海 洋能,它包括潮汐能、波浪能、海流能、海水 温差能和海水盐差能等各种不同形态的能源。
海洋生;
透平类的系统
相比目前还大多数处于概念验证的非透平类 系统,透平类的潮流能系统获得了更广泛的开发, 占据了当前潮流系统中的大多数。其工作原理和 风力发电机组有很大的相似性。潮流能转换装置 在流体介质中收到水动力作用从而带动透平的回 转轴转动,将流体能转换成系统的机械能,能量 传递装置将低速大扭矩的机械能进行转换并传递 至电能转换装置,后者将机械能转换成电能,同 时对电能进行调节并输出至终端。控制系统支配 并管理整套发电装置的运行,而安装支撑结构确 保了装置在海洋环境下工作。
根据控制的给定量的不同,潮流能系 统的最大功率跟踪控制策略可分为直接转 速控制和间接转速控制两种
直接转矩控制
由于流速流向传感器所测量的流速并非是上游无穷处 的流速,且流速在叶轮扫掠面上分布不均,要准确获得水 流速度是比较困难的。为了更可靠实现直接转速控制,可 使用转矩观测器来预测叶轮的机械转矩,再根据预测转矩 和比例系数算出参考转速。
能量随地域时间变化,但有规律可循;
开发环境严酷,一次性投资大,但不污
染环境,不占用良田,可综合利用。
潮流能的定义
潮流是与潮汐相伴而产生的周期性海水水平流动, 在月亮和太阳引潮力作用下,海水做周期性的运动,它
包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流动,
后者即被称为潮流。 潮流运动时所产生的动能即为潮流能。
间接转矩控制
海水资源开发利用实践——潮流能发电
海水资源开发利用实践——潮流能发电由于引潮力的作用,海水不断地涨潮、落潮。
涨潮时,大量海水汹涌而来,具有很大的动能;同时,水位逐渐升高, 动能转化为势能。
落潮时,海水奔腾而归,水位陆续下降,势能又转化为动能。
海水在涨潮和落潮时所具有的动能和势能统称为潮汐能。
潮汐能是一种蕴藏量极大、取之不尽用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的可再生能源。
目前潮汐能最成熟的利用形式是潮汐发电。
2022年4月29日上午, 位于浙江省舟山市岱山县秀山岛海域的LHD海洋潮流能发电平台,目前世界最大单机容量潮流能发电机组“奋进号”正在潮流的带动下平稳运转,源源不断地输送出绿色电能。
截至2022年7月底,该电站已连续运行超过62个月,累计发电总量超过293万千瓦时。
一、潮流能资源的基本介绍潮流能是指月球和太阳的引潮力使海水产生周期性的往复水平运动而形成的动能,发电原理是将水流中的动能通过装置转化为机械能,进而将机械能转化为电能。
适宜开发潮流能的区域通常是指流速峰值大于2m∕s的位置,发电装置通常在潮流流速为0. 8m∕s时启动。
开阔海域的潮流速度通常仅为0. lm∕s,但潮波与邻近陆块之间的岬角、岛屿和狭窄海峡等海岸地形的相互作用可使得流速超过2m/s。
因此,合适的地点位于沿海水域且高度局部化。
根据亚特兰蒂斯能源公司的报告,潮流能在全球范围内储量超过120GW。
二、潮流能发电技术(一)潮流能发电装置潮流能发电装置在开发过程中,逐渐研发出多种不同的结构形式,其中根据来流的流向与水轮机装置转动轴的位置关系,可分为水平轴式水轮机和垂直轴式水轮机,还有通过支撑臂摆动来获能的振荡水翼技术等;现有的多数潮流能装置采用直接固定于海底的方法,这样更有利于获能的稳定,但如果需要在离岸较远、水位较深的地方安装装置,则需采用漂浮式结构以便于安装和节约成本。
利用天然潮流所带来的动能推动装置发电的技术可以避免如潮汐发电站或水电站需要修建堤坝与配套设施,能减少相应的投资,且水轮机装置对生态环境影响小。
潮流发电机组及优缺点介绍
潮流发电机组及优缺点介绍1. 潮汐现象伴随两种运动形态:⼀是涨潮和落潮引起的海⽔垂直升降,即潮汐能(海⽔垂直升降的势能)。
⼆是海⽔的⽔平运动,即潮流(动能)。
2. 潮流能特点:潮流能是⼀种可再⽣的清洁能源潮流能的能量密度较低,但总储存量较⼤。
与海流能不同,潮流能是⼀种随时间、空间⽽变化的能源,但其变化规律可循,并可提前预测预报。
潮流能发电不拦海建坝,且发电机组通常浸没在海中,对海洋⽣物影响较⼩,不会对环境产⽣三废污染,不存在常规⽔电站建设中的占⽤农⽥、移民安置等问题。
与陆地店⾥建设相⽐,潮流能开发环境恶劣,⼀次性投资⼤,设备费⽤⾼,安装维护和电⼒输送等都存在⼀系列关键技术问题。
(注:海流能:是指海⽔流动的动能,主要是指海底⽔道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海⽔流动所产⽣的能量,是另⼀种以动能形态出现的海洋能。
)3. 潮流能⽔轮机输出功率:P=ρAV 32η:P :功率;ρ:海⽔密度;A :潮流⽔轮机转⼦扫掠⾯积;V :潮流速度;η:效率。
4. 潮流能获取装置:{⽔平轴潮流能⽔轮机{风车式空⼼贯流式导流罩式竖轴潮流能⽔轮机{直叶⽚式螺旋叶⽚式导流罩式升⼒?阻⼒型潮流能装置振荡式⽔翼潮流能装置(1)⽔平轴潮流能⽔轮机(轴流叶轮⽔轮机):与⼤型风⼒机相似,⽔流⽅向与旋转轴平⾏,利⽤⽔流推动叶轮旋转桨叶发电。
风车式(⽔下风车):⼯作原理与现代风机相似,⽔轮机叶型叶⽚可以固定,页也可以是可调;结构简单、稳定性好、获能洗漱较⾼。
风车式潮流发电机空⼼贯流式:该潮流发电装置⽆轴,由固定的外部环和内部的旋转盘组成,两部分上分别布置线圈和永磁铁,组成⼀台永磁发电机。
空⼼贯流式潮流发电机导流罩式:在⽔平轴⽔轮机转⼦叶轮外⾯增加⼀个导流罩。
导流罩具有导流、聚能的作⽤,可以使通过⽔轮机的⽔流能量更加集中,获能效果更⾼。
导流罩式⽔平轴潮流能⽔轮机(2)竖轴潮流能⽔轮机(横流叶⽚式⽔轮机):⼯作原理与Darreius式数轴风⼒机相似,⽔流⽅向与叶轮旋转轴垂直(横流),桨叶有直叶⽚(与旋转轴平⾏)和螺旋形叶⽚两种。
潮流能发电技术的研究与应用现状
潮流能发电技术的研究与应用现状潮汐是地球的自然现象之一,每天都会发生两次,会产生极大的能量潜力。
近年来,随着可再生能源的重要性逐渐提高,人们开始关注潮汐能的利用。
潮流能发电技术作为一种新兴的清洁能源技术,在全球范围内得到了广泛的研究与应用。
本文将介绍目前潮流能发电技术的研究现状和应用情况。
1. 潮流能发电技术简介潮流能发电技术是利用潮汐运动产生的动能将其转化为电能的一种方式。
相比于传统的化石燃料发电方式,潮流能发电具有环保、可再生、预测性强等优点。
目前主要的潮流能发电技术有潮流涡轮机、潮汐堰和潮流摇摆发电机等。
1.1 潮流涡轮机潮流涡轮机是目前最常见的潮流能发电技术之一。
它利用潮汐运动产生的水流驱动涡轮机转动,从而产生电能。
潮流涡轮机的主要构成部分有涡轮机、发电机和传动系统等。
其中,涡轮机起到转换水流动能为机械能的作用,发电机将机械能转化为电能,传动系统则用于传递涡轮机的转动能量。
1.2 潮汐堰潮汐堰是一种利用潮汐水流高差转化为电能的设备。
它通常由堤坝、引航槽和水轮机等组成。
当潮汐涨潮时,将水引入潮汐堰的引航槽,通过水轮机将水流动能转化为机械能,再由发电机将机械能转化为电能。
而在潮汐落潮时,可以通过控制出口闸门来控制水流,以便将设备转为抽取水能。
1.3 潮流摇摆发电机潮流摇摆发电机是一种较为新颖的潮流能发电技术。
它通过将浮标与弹簧相连,并通过摇摆运动将弹簧带动的发电机转动,从而产生电能。
潮流摇摆发电机对水流速度的要求相对较低,能够适应不同潮流条件,并且由于其结构简单,所以维护成本相对较低。
2. 潮流能发电技术研究现状自潮流能发电技术问世以来,全球范围内的科研机构、大学和企业都积极投入到该领域的研究中。
下面将介绍目前一些重要的研究成果:2.1 潮流能发电技术的性能优化潮流能发电技术的性能优化是目前研究的重点之一。
一些研究人员通过数值模拟和实验研究,探索不同形式的潮流能发电装置的流体动力学特性,以提高发电效率。
潮流能发电(一)
潮流能发电技术(一)Tidal Current Power Generation(1) 在浅海、海峡、海湾或河口一带,涨潮与退潮会引起较强的潮流,水流速度较高,可直接利用潮流前进的动能来推动水轮机发电,方法类似于风力发电机,称之为潮流发电机。
风力机可用的形式基本上都可用于潮汐动能发电,比较典型的的是采用与水平轴风力机相似的结构与原理,下面举两个例子介绍一下。
敞水型水平轴桨叶潮流发电装置图1是一种潮汐动能发电机示意图,与顺风式风力机工作原理相同,也叫桨叶式潮流发电机。
转轮的叶片与风力机类似,由于水的密度约为空气的800多倍,相同功率下的叶片面积与长度可大大缩小,不过潮汐水流速一般没有风速快。
叶轮通过增速齿轮箱与发电机连接,一同安装在机舱内,机舱安装在支柱上,可绕支柱旋转,支柱固定在海底,属坐底式安装。
水流推动叶轮旋转,并保持叶轮面与水流方向垂直。
由于叶轮在敞开的水中旋转,属敞水式结构。
图1 桨叶式潮流发电机图2 水下的桨叶式潮流发电机桨叶式潮流发电机可安装多个组成潮流发电站,图2是六个桨叶式潮流发电机的水下模拟图。
桨叶式潮流发电机在国外已有成功的产品,比较典型的是英国研制的一种桨叶式潮流发电机,名为“SeaGen”,形似倒置的风车,由一对涡轮组成,每个涡轮直径20米,容量1200千瓦。
涡轮安装在柱桩上,柱桩固定在海底。
图3是该潮流发电机的图片。
图3 SeaGen桨叶式潮流发电机(图片来自网络)扩张型涡轮潮流发电装置还有一种是把叶轮安装在水平扩张导流管内,扩张导流管在风力机中称为扩散器,利用导流管对水流进行加速,可明显提高叶轮的输出功率。
叶轮由多个叶片组成,这是一种导流管增速涡轮机结构,或称为导流管增速水轮机,见图4。
图4 导管涡轮式潮流发电机图中浅蓝色箭头线表示水流走向,水流推动发电机发电,涡轮机采用双向对称结构,反方向水流同样推动发电机发电,适用于潮流发电。
导流管增速涡轮发电机可安装多个组成潮流发电站,图5是五个导管涡轮式潮流发电机水下模拟图。
新能源技术在水力发电中的使用方法
新能源技术在水力发电中的使用方法水力发电作为一种重要的新能源技术,在减少环境污染、实现可持续发展方面具有重要的意义。
然而,传统的水力发电方式存在着一些限制和挑战,为了进一步提高水力发电的效率和可持续性,利用新能源技术成为了一种必然的趋势。
本文将探讨新能源技术在水力发电中的使用方法。
一、潮汐能发电技术潮汐能发电是一种利用海洋潮汐能来发电的技术。
通过合理利用潮汐的周期性变化,可以将潮汐能转化为电能。
潮汐能发电技术主要包括潮流、潮汐水位能、潮间带流和潮河生态能等几种方法。
1. 潮流发电:利用潮汐带来的潮流,通过建设潮汐能发电站,并利用潮流的涡旋动能将其转化为电能。
2. 潮汐水位能发电:借助潮汐的周期性变化,通过利用储存的潮汐水位能来发电。
可以通过建设潮汐水闸或潮汐水轮发电机等设备实现。
3. 潮间带流发电:利用潮汐引起的涨落差,通过建设潮汐发电装置,将潮汐引起的水流动能转化为电能。
4. 潮河生态能发电:在潮汐河流的口岸、涨落差过大的河段等地建设发电装置,利用潮汐河流的生态能来发电。
二、浪能发电技术浪能发电是一种利用海洋波浪能来发电的技术。
通过捕捉和转换波浪的能量,将其转化为电能。
浪能发电技术主要包括浮体式装置和底部固定式装置。
1. 浮体式装置:利用具有浮力和稳定性的浮体,通过与波浪的相互作用将波浪能转化为机械能,然后通过发电机将机械能转化为电能。
2. 底部固定式装置:通过在海底固定设备,利用波浪的压力差引发水流,然后通过涡轮机将水流的动能转化为电能。
三、海流能发电技术海流能发电是一种利用海洋水流能来发电的技术。
通过捕捉和利用海洋水流的动能,将其转化为电能。
海流能发电技术主要包括悬吊式动力装置和水下推进轮机等。
1. 悬吊式动力装置:通过吊挂在海洋上方的发电装置,利用海洋水流推动装置运动并转化为电能。
2. 水下推进轮机:将发电装置安装在水下,利用海洋水流的流动动能驱动轮机,然后通过发电机将机械能转化为电能。
水平轴与竖直轴潮流能发电装置的异同
水平轴与竖直轴潮流能发电装置的异同一、水平轴潮流能发电装置1、定义:旋转轴与水流方向平行,利用水流推动叶轮、旋转桨叶来实现发电的发电装置2、结构:水轮机、载体和发电机(2)按照载体分类:漂浮式、坐底式和桩柱式(在竖直轴部分再作介绍)4、特点:(1)需要不停地改变叶片方向以保持水流方向与转轴方向一致(2)水平轴水轮机式潮流能发电装置技术发展最为成熟,已有兆瓦级项目。
(3)现有的在建、已建项目和概念设计项目统计中,水平轴式装置仍是主导(占50%,竖直轴占23%,其余占27%)。
(4)目前的大型机组多采用水平轴式装置。
二、竖直轴潮流能发电装置1、定义:旋转轴与水流方向竖直,利用水流推动叶轮、旋转桨叶来实现发电的发电装置2、结构:水轮机、载体和发电机3、分类:(1)按照水轮机分类:直叶片式、螺旋叶片式、导流罩式(没有相关资料)(2)按照载体分类:漂浮式、坐底式和桩柱式●漂浮式潮流能发电装置基本组成包括竖轴水轮机、载体、发电机、锚泊系统。
载体设计成趸船、双体船、箱形结构或其他形式浮体。
世界上第一个漂浮式潮流能实验装置———“万向I”号70k W 漂浮式潮流能电站由哈尔滨工程大学于2002 年1 月建造完成,安装于浙江省岱山县龟山水道,见图●坐底式潮流能发电装置基本组成包括基座、支撑结构、竖轴水轮机和发电机。
支撑结构与基座连成一体,坐于海床上,水轮机安装在支撑结构上,在潮流的作用下运行带动发电机发电。
典型的基于竖轴水轮机的坐底式潮流能发电装置是加拿大蓝能(Blue Energy)公司开发的双转子2×250k W 坐底式潮流能发电装置。
该发电装置的竖轴水轮机叶片呈圆周分布,与转轴平行,水轮机通过齿轮增速箱与上部发电机相连。
●桩柱式潮流能发电装置基本组成包括支撑桩柱、竖轴水轮机和发电机,支撑桩柱需要打入海底固定。
目前,桩柱式潮流能发电装置主要基于水平轴水轮机,基于竖轴水轮机的应用还比较少,典型的有韩国于2007 年在Uldolmok 水道完成的1MW 的潮流能电站,该电站采用网状塔架结构支撑,三叶竖轴螺旋形固定叶片水轮机。
潮流能发电发展现状
潮流能发电发展现状在地球上,海洋占据了十分之七的领域,海洋中蕴藏的和由于海洋特殊环境而产生的可再生自然能源,包括海上风能、潮汐能、波浪能、温差能和盐差能等,为人类生产生活提供了无穷的能量。
作为清洁能源,潮流能发电可减少50%的二氧化碳排放,并且LHD发电机组的控制系统群拥有完全自主知识产权,目前已获46项国内外专利。
从该项目装机到发电成功意味着中国潮流能发电技术将达到世界领先水平,并为中国清洁能源的规模化开发和产业化发展开辟一条新路径,在海洋潮流能利用方面具有划时代的重要意义。
近几年,中国在海洋能技术和产业应用方面又取得了一些突破性的成果。
一是潮流能发电机组首次实现并网运行。
海域已建成了潮流发电示范型电站,首次实现60kW潮流能机组海岛微网试验运行和120kW机组并网运行。
该站是目前国内实际发电时间最长、发电量最大的机组,具有在东海推广的前景。
二是波浪能利用取得突破性进展。
能源所研建的100kW鹰式波浪能发电装置“万山号”在海域成功投放,累计发电量超过1.5万度,输出电力质量达到市电标准,可望投放南海等远海岛礁应用。
三是首台3.4MW并网潮流能机组海上施工顺利,该机组除国家资金支持外,能新能源有限公司自筹资金近1亿元开发总装机容量3.4MW的模块化潮流能发电机组,如顺利成功发电,中国有望跨入世界潮流能开发先进行列。
中国潮流能资源丰富,但分布不均。
中国近海99个主要水道的潮流能资源理论装机容量为833万千瓦。
其中,xx省近海潮流资源最为丰富,约为519万千瓦,占到了全国潮流能资源总量的50%以上。
截至目前,两台机组累计发电量已超过3万度,刷新了中国潮流能装置发电纪录。
新能源开发有限公司研建的3.4兆瓦模块化潮流能发电机组总成平台已成功下水,该平台7个模块中的两个模块共1兆瓦发电机组成功下海发电,刷新了中国潮流能发电装置装机规模纪录,为中国潮流能规模化应用迈出了坚实的一步。
海洋能开发利用现状
潮汐电站根据蓄水库型可分为单库单向型、单库双向型和双库单向型
单库双向型
单库双向型也是一个水库,其特点 是涨潮或落潮时都能发电,只是在平 潮时才不发电。 这种电站也只需要一道堤坝,但在 水轮发电机组的结构上或厂房建筑上 需满足涨、落潮两个方面均能通水发 电的要求,故结构比前一种复杂些。 这种方法比前一种发电量和发电时 间都多,提高了效率,能较充分地利 用潮汐能源,缺点是平潮时仍不能发 电。法国的朗斯潮汐电站就属于这种 类型。
英国月能公司的1MW导流罩式水平轴 潮流能水轮机
美国UEK公司的400kW导流罩式水平 轴潮流能水轮机
竖轴潮流能水轮机又称横流叶片式水轮机,其工作原理与达里厄 (Darreius)式竖轴风力机相似,水流方向与叶轮旋转轴垂直(横流),桨叶 有直叶片(与旋转轴平行)和螺旋形叶片两种。
加拿大蓝能公司直叶片竖 轴潮流能水轮机
中国海洋大学100千瓦潮流能发电装置
法国Hydrohelix公司的水平轴潮流能水轮机
② 空心贯流式潮流能水轮机
空心贯流式潮流能水轮机的代表是爱尔兰Open Hydro公司和加拿大 Cleaner Current Power公司。
爱尔兰Open Hydro公司250kW“Open Centre”型空心 贯流式潮流能水轮机
英国SeaFlow型300kW潮流能发电装置
英国SeaGen型1.2MW潮流能发电装置
美国绿色能源公司的三叶片水平轴潮汐能水轮机
英国SMD公司的TidEL型1MW水 平轴潮流能水轮机
英国“Triton”型潮流能发电装置
德国Voith公司研制的1MW水平轴潮流发电机组 浙江大学25 kW水下风车样机
美国GHT公司的Gorlov型螺旋叶 片式竖轴潮流能水轮机
常见的8个发电方式
常见的8个发电方式
1. 燃煤发电:利用煤炭燃烧产生热能,驱动蒸汽涡轮机发电。
2. 燃气发电:利用天然气或液化石油气燃烧产生热能,驱动燃气轮机或内燃机发电。
3. 水力发电:利用水流的动能或水头的高度差,驱动水轮机或涡轮发电机发电。
4. 核能发电:利用核裂变或核聚变产生的热能,驱动蒸汽涡轮机或直接产生电能。
5. 风力发电:利用风能驱动风轮或风力涡轮机,转化为机械能进而发电。
6. 太阳能发电:利用太阳光辐射转化为直流电能,通过逆变器转化为交流电能。
7. 生物质发电:利用生物质燃烧产生热能,驱动蒸汽涡轮机或内燃机发电。
8. 潮汐能发电:利用潮汐的涨落产生的动能,驱动涡轮或涡轮发电机发电。
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潮流能发电及潮流能发电装置戴庆忠摘要潮流能发电是利用潮汐动能的一种发电方式。
由于潮流能发电不需要筑坝拦水,具有对环境影响小等许多优点。
因此,近年来潮流能发电引起许多国家重视,潮流能发电技术发展很快。
本文从分析潮流能的特点入手,介绍了国外潮流能发电的近况,重点介绍目前出现的各种潮流能发电装置,包括水平轴潮流能水轮机、竖井潮流能水轮机、振荡水翼式潮流能装置等。
关键词潮汐潮流能潮流能水轮机潮流能发电1前言1.1 潮流能的特点潮流主要是指伴随潮汐现象而产生的有规律的海水流,潮流每天两次改变其大小和方向。
而潮流能发电则是直接利用涨落潮水的水流冲击叶轮等机械装置进行发电。
众所周知,潮汐是海水在月球、太阳等引力作用下形成的周期性海水涨落现象。
潮汐现象伴随两种运动形态:一是涨潮和落潮引起的海水垂直升降,即通常所指的潮汐;二是海水的水平运动,即潮流。
前者(海水垂直升降)所携带的能量(潮汐能)为势能;而后者所携带的能量(潮流能)为动能。
可以说,两者是与潮汐涨落相伴共生的孪生兄弟。
对前者,可以采用类似河川水力发电的方式,筑坝蓄水发电;而对本文所介绍的潮流能,可以采用类似于海流发电方式,利用潮流的动能发电。
与常规能源比较,潮流能有以下特点:(1)潮流能是一种可再生的清洁能源。
(2) 潮流能的能量密度较低(但远大于风能和太阳能),但总储量较大。
(3) 与海流能不同,潮流能是一种随时间、空间而变化的能源,但其变化有规律可循, 并可提前预测预报。
(4) 潮流能发电不拦海建坝,且发电机组通常浸没在海中,对海洋生物影响较小,也不 会对环境产生三废污染,不存在常规水电建设中头疼的占用农田、移民安置等诸多问题。
(5) 与陆地电力建设相比,潮流能开发环境恶劣,一次性投资大,设备费用高,安装维 护和电力输送等都存在一系列关键技术问题。
1.2 潮流能水轮机输出功率的计算潮流能机组输出功率的计算公式为: P=ηρ23AV式中 P ——功率,Wρ——海水密度,1025kg/m 3A ——潮流水轮机转子扫掠面积,m 2V ——潮流速度,m/sη——效率从上述可以看出,潮流能机组的输出功率很大程度决定于潮流速度。
一般来说,潮流 速度大于1m/s 的海域即有开发价值。
1.3 世界潮流能储量及分布潮流能主要集中在近海浅水海域,特别是海峡、水道和湾口处。
根据联合国科教文组 织估计,世界可开发利用的潮流能总量约为3亿kW 。
世界上潮流能储量丰富的地区包括中国、英国、日本、国、新西兰和加拿大等地区。
1.3.1 国外潮流能丰富的地区英国威尔士的Pembrokeshire海域英国威尔士与英格兰间的赛文河(Severn)新西兰的Cook海峡新西兰的Kaipara港口加拿大的芬地(Fundy)湾美国的东河(East River)美国旧金山的金门海峡美国新罕布夏州的Piscataqua河英国Channel 岛的Aldemey水道和Swinge水道英国格兰Islay与Jura 之间的艾拉(Islay)海峡英国格兰Caihness岛与Orkney岛之间的Penlland峡湾美国加州的Humboldt县美国-墨西哥间的墨西哥湾国全罗南道海域日本濑户海,特别是来岛海峡日本岛与本岛之间的津轻海峡1.3.2中国潮流能储量及其分布中国潮流能十分丰富。
根据对130个水道统计,理论平均功率为13948.2MW。
按海区分,以东海沿岸最多,有95个水道,理论平均功率为10958.15MW,占全国总量的78.6%,其次是黄海沿岸(12个水道,2308.38MW)。
南海沿岸较少(23个水道,681.99MW)。
按省区分,以省沿岸最多(37个水道,7090.28MW),占全国一半以上,其次是、、和。
中国沿海潮流能密度较高的水道有:湾北部(28.99kW/m2)、金塘水道(25.93 kW/m2)、龟山航道(23.89 kW/m2)、舟侯门水道(19.08 kW/m2)、渤海海峡老铁山北侧(17.41 kW/m2)、三都沃三都角西北部(15.1 kW/m2)、北隍城北侧(13.69 kW/m2)、长江口北港(10.30 kW/m2),以及澎湖列岛渔翁岛西南(13.69 kW/m2)。
特别是群岛,许多地方潮流速度达到4m/s以上,世界罕见,开发环境和条件很好,适宜建设大型潮流电站。
2国外潮流能发电现状2.1国外潮流能发电的研究及开发人类对潮流现象的观察、认识由来已久。
但是,基于各种原因,直到1970年代,人类才开始研究潮流能的利用问题,近年来才开始重视潮流能发电的开发及规划建设问题。
美国是世界上最早开展海流发电研究的国家之一。
1973年美国首先提出在佛罗里达海域采用“科里奥利斯”巨型海流发电装置发电的案,该方案为一种管道形水轮发电机,机组长110m,管道口径170m,装置布置在水平面以下30m处,当海流速度为2.3m/s时,可以发电83MW;1985年,美国在佛罗里达的墨西哥湾进行了2kW海流水轮机试验。
同年美国UEK公司设计制造了一台20kW的发电装置,在纽约市东河吊桥上进行了潮流能发电试验。
2002年,美国绿色能源(Verdant Power)公司启动了RITE(Roosevelt Island Tidal Energy)工程,工程在纽约东河中进行。
该项目分三个阶段:2002年~2006年为模型测试阶段;2006~2008年为示验证阶段;2009~2012年,在东河中安装30台水下潮流发电机组,向电网输送10MW电力。
该项目示验证阶段已经完成。
目前,Verdant Power公司又启动了CORE(Cornwall Ontario River Energy)项目,该项目位于美国-加拿大的安大略湖,计划装机15MW。
2009年4月,爱尔兰Open Hydro公司与美盛顿州签署潮流能试点项目合同,将安装3台Open Hydro公司的空心贯流式潮流能机组,预计工程在2011年建成发电。
挪威从2003年开始在Kvlsund建设潮流电站,2009年完成模型机组测试,投入运行。
2010年将安装投运单机1MW的潮流机组。
法国2008年完成了Hydrohelix公司3m直径潮流能水轮机的测试。
法国计划建设3~6座潮流能发电站。
新加坡对潮流能发电很重视。
新加坡Atlantis Resources公司是世界上著名的潮流能装置开发商之一。
公司开发了两种型号的潮流能机型。
Nereus机型用于浅海海域(小于25m),目前150kW和400kW机组已完成测试,正为挪威开发1MW机组;Solon机型用于深海海域(大于25m),500kW机组2008年8月完成测试,正开发2MW机组。
加拿大大不列颠哥伦比亚潮汐能能源(BC Tidal Energy)公司与英国MCT公司合作,计划在温哥华Campbell河建设至少装机3台SeaGen型1.2MW机组的潮流能发电场;2009年4月,加拿大新斯科帝亚动力(Nova Scotis Power)公司与英国Open Hydro公司签订合同,在芬地湾(Fundy)建设一个1MW的潮流能发电站。
国是一个化石能源贫乏的国家。
近年来对潮汐能源的开发不遗余力。
除拦坝蓄水建设大型潮汐电站外,对潮流能发电也情有独钟。
2005年,国就开始在全罗南道珍岛郡(Jindo)的Uldolmok海峡建设第一座潮流能发电站,2009年5月,首台1MW的Gorlov型潮流能机组投入商业运行,按照规划,2013年底前,总共将安装90台1MW的Gorlov型潮流能机组,使Uldolmok潮流能发电场的总装机容量达到90MW;另外,2008年3月,国Midland动力公司与英国月能(Lunar Energy)公司合作,在全罗南道莞岛郡(Wando)的Hoenggan建设一座巨型潮流能发电场,计划安装300台1MW的潮流能发电装置。
2009年,1MW的样机已经通过测试,整个工程计划于2015年完工。
英国是目前世界上潮流能发电技术最先进的国家,也是世界上潮流能开发利用较早、较多的国家。
2003年,英国在德文郡的Lynmouth外海投运首台300kW的SeaFlow型潮流能发电机组;2008年4月,1.2MW的SeaGen型潮流能发电机组在北爱尔兰Strangford 湖投入运行,2008年12月,机组满发、超发。
该潮流能发电站将共安装12台1.2MW机组,总装机容量达到12MW。
目前,英国正在格兰和北威尔士建设大型潮流能发电场,将安装1.2MW及1.5MW的SeaGen型机组及其他型式的潮流能发电机组。
2.2 中国潮流能发电研究中国是世界上最早开展潮流能发电试验的国家之一。
1958年在大跃进的热潮中,县水电局在桂畔海水闸进行了潮流能发电试验。
试验水轮机转子直径0.6m,长4.5m,两台装置均可在流速1m/s及以上的潮流下发电,但发电功率较低,仅700W左右。
同年冬天,水利科学研究所在荣城县斜口湾进行了潮流能发电试验,在两台相连的船上安装两台水轮机(直径0.8m,长2.78m),带动一台5kW的发电机发电,但由于结构设计不当,在最大流速0.8-0.9m/s时,输出电压也不足200V,只能带动一台石磨用于粮食加工。
1969年,有关单位在长江大桥下进行了水流发电试验,试验采用3台Φ5m的螺旋桨式水轮机,当水流速度1.3m/s时,水轮机转速为15r/min,水轮机水力效率可达50%左右,水轮发电机输出功率可达7kW。
图1 潮流发电船市的农民企业家何世钧是我国自费开展潮流能发电研究的第一人。
面对丰富的潮流能资源,何世钧潜心研究潮流能发电,1978年,他将两台卧式螺旋桨水轮机装在一只船的船尾,通过油压传动带动发电机发电。
当潮流速度3m/s时,机组输出功率达5.7kW。
1980年代,、一些单位进行过千瓦级潮流能发电船(图1)的试验。
潮流发电船利用潮流冲击安装在锚定船舶两侧的水轮机转动发电。
1980年代初,工程大学等采用漂浮系泊式立轴自调直叶片摆线式双转子水轮机方案,开始潮流能发电研究。
1980年代中期完成1kW样机装置。
接着完成了10kW潮流能实验电站的设计研究,最后于2000年建成70kW潮流能实验电站。
2002年4月,中国第一座70kW潮流能实验电站在市岱山县龟山水道建成发电。
“十五”(2001~2005)期间,工程大学在国家“863工程”支持下,研制了40kW海底固定式垂直轴潮流能发电系统,2006年在岱山县高亭港试运行。
此外,东北师大学2008年研制成功1kW水下漂浮式水平轴潮流能发电装置;中国海洋大学和机械科学研究总院2008年研制成功5kW柔性叶片水轮机潮流能发电装置;大学2009年研制成功25kW固定式水平轴潮流能发电装置。
此外,从1997年起,意大利阿基米德桥公司联合英国爱丁堡大学和意大利那不勒斯大学,与中国国家海洋局第二海洋研究所、哈工大和省情报所等单位合作,开展“潮流能开发技术可行性研究”。