潮流能发电及潮流能发电装置.(DOC)

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潮汐海流能发电

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”。

潮流能发电装置功率特性现场测试方法-国家海洋技术中心

潮流能发电装置功率特性现场测试方法-国家海洋技术中心

《潮流能发电装置功率特性现场测试方法》编制说明《潮流能发电装置功率特性现场测试方法》标准编制组2019年1月《潮流能发电装置功率特性现场测试方法》编制说明一、制定标准的背景、目的和意义随着全球经济的飞速发展,人类对能源的需求越来越大,而化石能源储备量却是有限的,人们逐渐清醒地认识到能源问题将制约着各国经济和社会的发展。

可再生能源代替化石能源己经成为全球的共识。

海洋面积约占全球面积的70%,海洋中蕴含着丰富的波浪能、潮流能、温差能等海洋可再生能源,对清洁的海洋可再生能源开发利用得到全球高度关注。

近年来,我国不断加大海洋能开发利用技术的研发投入,在海洋能发电技术研发、海洋能发电系统示范工程建设、海洋能发电装置研发和产业化、标准研究及支撑服务体系建设等方面的研究均取得了显著成效。

目前国内已经形成了波浪能、潮流能开发利用及装置研发团队,突破了部分关键技术,并开展了示范电站的建设,一批海洋能发电装置工程样机进入实海况示范阶段。

随着越来越多海洋能发电装置的研发和海试,对其运行状况和发电效果进行测试的需求也越来越迫切。

但是,目前我国还未建成功能完备的海洋能发电装置测试场,我国自主研发的大部分潮流能发电装置都在潮流能资源丰富的舟山海域开展现场示范运行工作,但是舟山海域海岛众多、海底地形变化剧烈,国际电工委员会发布的潮流能发电装置功率特性现场测试规程(IEC62600-200)中规定的流速测量位置,并不能够获取输入到潮流能发电装置中的流速值。

而我国目前在潮流能发电装置功率特性现场测试领域内,还没有相关技术标准。

在此社会需求下,我国海洋国家标准和行业标准制修订计划重点需求中,提出要制定“潮流能发电装置功率特性现场测试技术标准”,目的是对潮流能发电装置功率特性现场测试方法进行研究,形成国家标准,适用于我国潮流能发电装置功率特性现场测试工作,旨在提高潮流能发电装置的发电性能、促进清洁的潮流能资源的开发与利用。

而潮流能资源的开发与利用,有利于充分发挥沿海和海岛海洋能资源优势,就近解决生产和生活以至国防用电,十分有利于改善能源结构,对减少大气污染、节能减排、缓解电力工业的环境保护压力、促进沿海地区经济的持续快速发展具有积极的作用,同时还有助于推动整个海洋能利用产业的发展进程,带动形成庞大的产业链,新增就业岗位。

一种海上风能、潮流能混合发电装置[实用新型专利]

一种海上风能、潮流能混合发电装置[实用新型专利]

专利名称:一种海上风能、潮流能混合发电装置专利类型:实用新型专利
发明人:张敏,王凯,吴衍剑,张曼,刘振亚,唐静,周星宇申请号:CN201520286286.4
申请日:20150506
公开号:CN204716461U
公开日:
20151021
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种海上风能、潮流能混合发电装置,包括固定桩,在所述固定桩的上端设置有风力发电装置,所述固定桩的下端设置有潮流能发电装置。

本实用新型的海上风能、潮流能混合发电装置,通过单桩基础同时负载风能、潮流能发电装置,充分合理利用了资源,减少绿色能源的获取成本。

申请人:中国海洋大学
地址:266100 山东省青岛市崂山区松岭路238号
国籍:CN
代理机构:青岛联智专利商标事务所有限公司
代理人:王艳珍
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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。

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

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0.1m/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。

潮流能发电(一)

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。

7.3 海流能发电技术

7.3 海流能发电技术
约为24小时50分。
7.3.1 海流能概述
1. 海流的分类及成因
➢ 海洋中有许多条洋流,每条洋
流终年沿着一定的途径流动,
流向基本不变,流速也较为稳
海流的变化较为平稳
定。
➢ 潮流的流向和流速都具有周期
性的变化,且变化周期一般与
潮汐一致。
7.3.1 海流能概述
2. 海流能
✓ 定义:海流的动能,与流量及流速的平方成正比。
7.3.5
小结与展望
7.3.1 海流能概述
1. 海流的分类及成因
洋流
潮流
因风力和海水的温度、盐度差
在月球和太阳的引潮力作用下,
而形成的一种较为稳定的大规
海水会出现周期性的涨落现象,
模的海水流动。
被称为潮汐。引潮力除了带来
潮汐,还会使海水产生周期性
的水平流动,这就是潮流。
7.3.1 海流能概述
1. 海流的分类及成因
水下风车 风力发电装置形式颇为类似。
7.3.3 海流能发电装置
1. 水平轴式海流能发电装置
2
影响输出功率
3
的因素
优点
1
如何转动发电
7.3.3 海流能发电装置
1. 水平轴式海流能发电装置
2
影响输出功率
3
的因素
优点
1
如何转动发电
7.3.3 海流能发电装置
1. 水平轴式海流能发电装置
12
如何转动发电
于0.593。
目录 Contents
7.3.1
海流能概述
7.3.2
海流能发电原理
7.3.3
海流能发电装置
7.3.4
著名的海流能发电站
7.3.5

潮流能发电及潮流能发电装置

潮流能发电及潮流能发电装置

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。

《潮流能发电技术》课件

《潮流能发电技术》课件

2
2. 商业银行贷款
商业银行可以根据项目的经济效益和风险情况提供贷款,为项目建设提供资金支持。
3
3. 风险投资
风险投资机构可以投资潮流能发电项目,以期获得高额回报,推动项目发展。
4
4. 私人资本
私人投资者可以通过投资基金、股权投资等方式参与潮流能发电项目,分享项目收益。
潮流能发电项目的政策支持
国家政策
3
3. 多能源互补技术
结合风能、太阳能等其他可再生能源,构建多能源互补系统,实现能源高效利用,提高系统稳定性。
4
4. 海底储能技术
研究开发海底储能技术,解决潮汐能发电间歇性的问题,实现能源的稳定供应。
潮流能发电技术的研究热点
高效能量捕获
研究重点在于提升潮流能发电设备的能量捕获效率,降低发电成本。
智能控制技术
2
设备运输
将发电机组及其配套设备安全高效地运送到安装地点,注意防腐和防碰撞。
3
安装调试
将发电机组安装到位,并进行调试,确保其正常工作。
潮流能发电机组的调试
1
系统检查
首先,要对整个潮流能发电机组进行全面检查,确保所有部件都处于完好状态,并满足调试要求。
2
空载运行
在空载情况下启动发电机组,并逐渐提高转速,观察各个部件的运行情况,及时进行调整。
清洁保养
定期清洁发电机组的表面、内部以及冷却系统,防止灰尘、污垢和腐蚀的堆积。
清洁发电机组的机械部件,确保其正常运行和散热效果。
潮流能发电机组的故障诊断
故障代码分析
通过分析故障代码,可以初步判断故障类型和范围,为后续排查提供方向。
数据分析
收集和分析运行数据,如功率输出、转速、电流等,帮助定位故障原因。

潮流发电

潮流发电
水利电力项目部资助,安装 3 台 OpenHydro公司 OCT(OpenCentreTurbine)机组,并通过海底电缆 连接电网,项目预计 2011 年前建成[9]。2009 年 4
·225·
张 勇等:潮流发电———一种开发潮汐能的新方法
月底,加 拿 大 新 斯 科 舍 省 电 力 公 司 (NovaScotia Power)与 OpenHydro签订合同,将在芬迪湾 (the BayofFundy)建设一个直径10m 的1MW 潮流能 示范项目[10]。
潮流发电是一种新型的潮汐能利用技术,这种 技术直接利用涨落潮水的水流冲击叶轮等机械装置 进行发电,大部分设备“浸没”在海底,由于潮流发电 机组的叶轮转速较低(根据水流速度的不同潮流发 电水轮转速约为10~30r/min),因此对水文环境以 及海洋水生物特别是鱼类的影响轻微,具有良好的 生态友好特性。此外,潮流发电无需建设拦海堤坝, 大大缩短了建设周期,降低了建设投资,经济性也更 好。因此,这一技术在21世纪初受到了关注并取得 了长足的发展。本文将介绍潮流发电技术的基本知 识和世界潮流发电的发展情况。
(4)舵板动力固定 这一装置的原理类似于 F1赛车翼板的作用,它通过在设备框架上安装多个 舵板,使潮流对舵板产生向下的压力,抵消装置受潮
相对于水库式潮汐电站技术,潮流发电技术要
“年青”很多。世界潮流发电技术的应用主要起步于
21世纪初,并在近几年逐步 趋 于 成 熟,前 景 诱 人。 目前,一些发达国家纷纷组建潮流发电技术研究机
2007年4月,VerdantPower公司在纽约城的 东河(theEastRiver)建 设 并 运 行 美 国 第 一 个 重 要 的潮流发电示范项目,预计2009-2012年投入商业 运行,总装机容量达10 MW[5]。
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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。

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、韩国、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水道英国苏格兰Islay与Jura 之间的艾拉(Islay)海峡英国苏格兰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韩国全罗南道海域日本濑户内海,特别是来岛海峡日本北海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,以浙江省沿岸最多(37个水道,7090.28MW),占全国一半以上,其次是台湾、福建、山东和辽宁。

中国沿海潮流能密度较高的水道有:杭州湾北部(28.99kW/m2)、舟山金塘水道(25.93 kW/m2)、舟山龟山航道(23.89 kW/m2)、舟山西侯门水道(19.08 kW/m2)、渤海海峡老铁山北侧(17.41 kW/m2)、福建三都沃三都角西北部(15.1 kW/m2)、山东北隍城北侧(13.69 kW/m2)、长江口北港(10.30 kW/m2),以及台湾澎湖列岛渔翁岛西南(13.69 kW/m2)。

特别是舟山群岛,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国内外潮流能发电现状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年为示范验证阶段;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。

该项目示范验证阶段已经完成。

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公司与美国华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。

韩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,韩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,韩国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,英国正在苏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,广东顺德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,山东水利科学研究所在山东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,江苏有关单位在南京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 潮流发电船浙江舟山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。

面对舟山丰富的潮流能资源,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,哈尔滨、青岛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,哈尔滨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潮流能实验电站在浙江舟山市岱山县龟山水道建成发电。

“十五”(2001~2005)期间,哈尔滨工程大学在国家“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年在岱山县高亭港内试运行。

此外,东北师范大学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;浙江大学2009年研制成功25kW固定式水平轴潮流能发电装置。

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