波浪和潮汐能開發(fā)技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展

[德] J.魏萊普

主要由于石油和天然氣的漲價(jià),導(dǎo)致對各種可再生能源的需求日益增加。即使海洋能源(波浪和潮汐能)的利用領(lǐng)域還處于萌芽狀態(tài),但人們對開發(fā)利用海洋波浪和潮汐能的興趣與日俱增,尤其是已經(jīng)引起歐美公用事業(yè)部門的注意。在他們看來,目前的可再生能源利用形式幾乎不能滿足其雄心勃勃的開發(fā)清潔能源的目標(biāo)。20世紀(jì) 90年代以來,該行業(yè)主要由追求理想的發(fā)明家所推動(dòng),這種興趣的增長對促進(jìn)海洋能源的開發(fā)利用領(lǐng)域具有積極意義。

至今,只有幾家公司擁有接近商業(yè)可行性的開發(fā)可再生能源的技術(shù),還有約 20～30家公司掌握著有前景的產(chǎn)品開發(fā)的基本原理,不過,都還處于早期試驗(yàn)和原型機(jī)的階段。幾乎所有這些公司都是由政府、(法人的)風(fēng)險(xiǎn)資金、公用事業(yè)機(jī)構(gòu)提供資金或自籌資金。對于大多數(shù)處于起步階段的公司,卻難以獲得足夠的資金。參與該領(lǐng)域的大型工業(yè)公司仍然寥寥無幾。

預(yù)計(jì)海洋能源的生產(chǎn)成本高昂,尤其是對于規(guī)模比較小的公司,有時(shí)會(huì)感到力不從心。有幾家開發(fā)商已經(jīng)宣布了幾個(gè)數(shù)兆瓦級的工程,但是,全球?qū)嶋H連網(wǎng)的額定容量幾乎不超過 2～3MW。實(shí)際上,沒有一個(gè)工程宣布能準(zhǔn)時(shí)發(fā)電。通常至少要拖延 1 a,原因很多,比如:缺少資金;為爭取租用海洋安裝船只,不得不與石油和天然氣部門進(jìn)行日益激烈的價(jià)格競爭(以及即將與近海風(fēng)電行業(yè)的競爭);最后是要應(yīng)付苛刻的海洋環(huán)境的技術(shù)挑戰(zhàn)。一般性問題還沒有得到解決,甚至連問題本身都還沒有弄清楚,大多數(shù)公司仍處在模索階段,采用的是檢誤方法,曾經(jīng)在試驗(yàn)中導(dǎo)致幾個(gè)裝置葉片掉落,甚至連裝置本身也沉沒了。

因此,每個(gè)開發(fā)商首先必須證明其基本原理的可靠性。盡管能源的生產(chǎn)成本很重要,但也必須考慮產(chǎn)品整個(gè)使用周期中的成本。一臺(tái)便宜的海洋能源裝置,如果每年要停產(chǎn)幾次,并需要進(jìn)行昂貴的海上維修工作,最終其成本要比基本上不需進(jìn)行維護(hù)的堅(jiān)固裝置貴得多。該技術(shù)必須保證發(fā)電裝置本身非常堅(jiān)固與可靠。在運(yùn)行期間,尚未實(shí)現(xiàn)的每項(xiàng)技術(shù)特性不能失效。

福伊特水電公司的子公司瓦弗根(Wa v e g e n)公司正在遵循該設(shè)計(jì)原則,利用固定槳距的韋爾斯(We ll s)水輪機(jī)功率輸出裝置開發(fā)出陸基振蕩水柱技術(shù)。瓦弗根公司已經(jīng)將該項(xiàng)技術(shù)移植到幾種水輪機(jī)上,共獲得超過 40000 h的連網(wǎng)發(fā)電時(shí)間。利用其最新的韋爾斯水輪機(jī)發(fā)電,其運(yùn)行時(shí)間比已經(jīng)超過了 90%。

1 商業(yè)上可行的波浪發(fā)電概念

1.1 陸基振蕩水柱驅(qū)動(dòng)韋爾斯渦輪機(jī)

將波力轉(zhuǎn)化為電力,有幾種基本原理。瓦弗根公司致力于振蕩水柱(O WC)技術(shù)的研發(fā)。

水面用一個(gè)人工頂覆蓋,在水線以下設(shè)有一些開口。通過這些開口,水可以進(jìn)入空氣室,因此,波浪可以傳播進(jìn)空氣室。波浪運(yùn)動(dòng)引起水面升降,周期性地給水面與人工頂之間圍成的空氣柱加壓與減壓。用空氣渦輪機(jī)將周期性壓力變化轉(zhuǎn)化為電能。因?yàn)榭諝獾拿芏群驼扯鹊?與水相比),這些空氣渦輪機(jī)能以非常高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行(最高 4000 r/m in)。因此,O WC技術(shù)不需要齒輪箱,還可用于非常小的發(fā)電機(jī)。

2000年以來,瓦弗根公司一直在運(yùn)行著位于蘇格蘭艾萊島上與電網(wǎng)連接的岸上利姆佩特波浪發(fā)電站(陸基海洋電力能源變換器)。O WC空氣室用鋼筋混凝土制造,傾斜角為 45°。水面上的空氣通過幾個(gè)圓形開口導(dǎo)向渦輪機(jī)。原先的利姆佩特電站配備有一臺(tái) 500kW的渦輪機(jī),其能量后來降級到 250kW。收集器的第 2個(gè)開口,用于試驗(yàn)較小的渦輪機(jī)(也與電網(wǎng)連接),以進(jìn)一步優(yōu)化和積累不同尺寸渦輪機(jī)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

瓦弗根公司采用韋爾斯渦輪機(jī)技術(shù),用空氣流的動(dòng)力發(fā)電。該空氣渦輪機(jī)的主要難點(diǎn)是使之與周期性變化的氣流速度和方向保持協(xié)調(diào)一致?？刹捎酶鞣N方法達(dá)到此目的。在每個(gè)波浪周期中,韋爾斯渦輪機(jī)既不改變旋轉(zhuǎn)方向,也不改變?nèi)~片的漿距角(每年約有 300萬個(gè)波浪周期！),而是將渦輪機(jī)調(diào)整到與氣流的對稱位置。為此,相對于旋轉(zhuǎn)平面,轉(zhuǎn)子斷面必須對稱;葉片既不發(fā)生扭轉(zhuǎn),也不以某個(gè)角度定向。韋爾斯水輪機(jī)不能自起動(dòng),必須先要將它加速到最低轉(zhuǎn)速。正如圖 1所見,合成空氣流流速的速度三角形由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生,空氣室的疊加空氣流沿旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生一個(gè)升力分量。如果空氣流的方向改變,升力矢量在旋轉(zhuǎn)平面反射,同時(shí)保留向前驅(qū)動(dòng)的升力分量。因此,不管空氣室是“吸入還是呼出”,均能使韋爾斯渦輪機(jī)加速。

圖 1 韋爾斯渦輪機(jī)在相同方向旋轉(zhuǎn)(a),與空氣流方向無關(guān)(b)

利用這一簡單的概念,可建造只有幾個(gè)主動(dòng)部件的非常堅(jiān)固的渦輪機(jī),因此,可將在海洋環(huán)境中運(yùn)行時(shí)可能出故障的部件數(shù)目減到最少。但是,發(fā)生故障的可能性依然存在,因?yàn)殛P(guān)于這門新技術(shù)仍有許多未知的東西需要研究。瓦弗根公司目前的重點(diǎn)是在岸上應(yīng)用該裝置,因?yàn)榉奖阋仔?不需要任何專門的船只或其他海洋設(shè)備就可以操作。即使將技術(shù)工作原理已經(jīng)研究得很透徹,但是如果馬上就把它安裝到海上運(yùn)行,一個(gè)螺絲的松動(dòng)或者一個(gè)熔斷器的熔斷,都可能造成長時(shí)間的停產(chǎn),維護(hù)費(fèi)用將十分昂貴。因此,這項(xiàng)新技術(shù)并非只是岸基的,但只有在岸上把試驗(yàn)研究做得徹底成熟,才能多快好省地在海上運(yùn)用。

1.2 提高可靠性

在 1 a多的時(shí)間里,瓦弗根公司制造并成功地試驗(yàn)了 10臺(tái)不同尺寸和額定功率的韋爾斯渦輪機(jī)。機(jī)組經(jīng)過了高度優(yōu)化和試驗(yàn),其直徑為 750mm,額定功率為18.5kW。在西班牙的穆特里庫港,對 16臺(tái)這種機(jī)組進(jìn)行了試運(yùn)行。在該港口將修建一條新的防浪堤,以保護(hù)港口。利用這條新建的防浪堤進(jìn)行波浪發(fā)電項(xiàng)目試驗(yàn),可以起到一箭雙雕、互利雙贏的效果,而且通過分?jǐn)偼顿Y,節(jié)約了試驗(yàn)成本。

顯然,僅僅針對節(jié)省能源的生產(chǎn)成本而言,這樣一個(gè)小項(xiàng)目(296kW)還不能在商業(yè)上推廣。在市場商業(yè)機(jī)制條件下,該電站的業(yè)主巴斯克電業(yè)局傾向于在一個(gè)有廠房遮蔽的環(huán)境中試驗(yàn)該項(xiàng)技術(shù)。一旦技術(shù)成熟,大西洋沿岸(歐洲海浪資源最豐富的海域之一)的其他項(xiàng)目會(huì)接踵而來。

該工程本身得到了歐盟第 6框架(F P 6)研究計(jì)劃的部分資金支持。土建工程和機(jī)電設(shè)備制造均按時(shí)完成。在這里值得一提的是,穆特里庫工程是目前正在執(zhí)行的F P 6計(jì)劃中唯一的一項(xiàng)波浪發(fā)電項(xiàng)目。

這臺(tái)裝機(jī)容量為 18.5kW的機(jī)組在不同的發(fā)電條件下已成功并網(wǎng)運(yùn)行了約 25000 h。而渦輪機(jī)的最新發(fā)電和生產(chǎn)型號,在 16000多個(gè)小時(shí)的時(shí)間段里,已達(dá)到 90%以上的不間斷運(yùn)行時(shí)間比(不計(jì)研發(fā)或其他試驗(yàn)活動(dòng)所占的時(shí)間)。在業(yè)界內(nèi),其可靠性是最高的。但是,與其他開發(fā)商一樣,瓦弗根公司在研發(fā)的初期,這個(gè)數(shù)字要低得多。圖 2表示了多年來不間斷運(yùn)行時(shí)間比的發(fā)展。

1.3 錫亞達(dá)波浪電站工程

2006年以來,瓦弗根公司和德國能源集團(tuán)因諾吉有限公司的英國可再生能源子公司——能源集團(tuán)恩波韋爾可再生能源公司合作,開發(fā)了另一處蘇格蘭電站場址——外赫布里底群島的劉易斯島。其未來的發(fā)電潛力可能是目前發(fā)電量的 4～5倍。打算在一個(gè)新建的近岸防浪堤型波浪能量收集器中安裝總額定功率為 4MW(40臺(tái) 100kW的渦輪機(jī))的發(fā)電機(jī)組。規(guī)劃將該收集器布置在離海岸約 300 m的海中,寬約 210 m。其建筑物將由一條堤道連接到陸地,以保護(hù)電線。

圖 2 在利姆佩特試驗(yàn)中不同型號的韋爾斯渦輪機(jī)發(fā)電的運(yùn)行時(shí)間比

用于該波浪電站工程后期安裝的 100kW的渦輪機(jī)正在制造之中,其轉(zhuǎn)子直徑為 1250mm。2008年 7月,在利姆佩特電站廠房制造了該渦輪發(fā)電機(jī)的首臺(tái)原型機(jī),并在現(xiàn)場完成了機(jī)組的安裝和調(diào)試工作,目的是為了進(jìn)行長期試驗(yàn)和優(yōu)化。該型機(jī)組是瓦弗根公司設(shè)計(jì)并投入制造的一系列標(biāo)準(zhǔn)化參考機(jī)組型號中的第 2種。選取該型渦輪機(jī)的原因是其尺寸可以完全滿足將來實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中波力的大小范圍。如果說,穆特里庫工程是瓦弗根公司走向海洋能源商業(yè)化的(也是波力發(fā)電工業(yè)的)里程碑,那么波浪電站工程的意義就更大了:它立足于自籌資金,并向蘇格蘭電力系統(tǒng)輸電。另外,它還能在高能波浪的環(huán)境中運(yùn)行,尤其是在風(fēng)急浪高的情況下。

該技術(shù)所面臨的下一個(gè)挑戰(zhàn)是接受可靠性檢測。對于恩波韋爾可再生能源公司來說,選擇瓦弗根公司作為技術(shù)合伙人的主要原因,恰恰是經(jīng)過長期的跟蹤和實(shí)證,顯示了瓦弗根公司技術(shù)的可靠性。

2 潮汐能發(fā)電技術(shù)的設(shè)計(jì)原理

雖然瓦弗根公司在波浪發(fā)電業(yè)務(wù)方面所具有的豐富經(jīng)驗(yàn)可資借鑒,但是它在研發(fā)潮汐發(fā)電技術(shù)方面卻歷經(jīng)了一波三折。開發(fā)潮汐能發(fā)電是福伊特水電公司擁有的第 2項(xiàng)海洋能源開發(fā)技術(shù),其研發(fā)策略必須是基于從瓦弗根公司的波浪發(fā)電技術(shù)中盡可能多地吸取經(jīng)驗(yàn)。這就意味著,工作重點(diǎn)使結(jié)構(gòu)簡單,并充分設(shè)想到各種困難因素,以此為從發(fā)點(diǎn),然后再努力突破一切可能突破的障礙。

2.1 潮汐能發(fā)電簡介

潮汐能的利用已經(jīng)有很長的歷史了,人們通過修筑大壩來鎖住河口,利用周期性進(jìn)出的水流的水頭發(fā)電。最著名的例子是位于法國朗斯(R a n c e)河河口圣馬洛(S t.M a l o)的拉朗斯(L a R a n c e)工程。該工程于1966年投入試運(yùn)行,原理是利用潮汐貯存的動(dòng)能發(fā)電。但是,水也通過島嶼之間的海峽進(jìn)行周期性流動(dòng),最終流速可達(dá)到 4 m/s以上。水的密度為 ρ,流速為 v,斷面積為 A,則功率為(與風(fēng)電等同):

水流動(dòng)能可用所謂的“自由流”渦輪機(jī)提取,它是一種可將水流的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的渦輪機(jī)。一臺(tái)轉(zhuǎn)子功率系數(shù)為cp,效率為 η的渦輪機(jī),其額定功率為:

因?yàn)樗牧魉俨荒芙档偷搅?功率系數(shù) cp受到所謂貝茲極限(B e t s l i m i t)16/25=59%的限制。

僅此而言,用于潮汐能的水輪機(jī)與風(fēng)輪機(jī)的物理學(xué)原理是相同的。但是,在量與方向上卻有很大的區(qū)別:雖然海水密度約比空氣密度大 840倍,然而潮汐流的流速要低得多。同時(shí),對于風(fēng)輪機(jī)來說,流動(dòng)空氣的方向較為發(fā)散,而潮汐流的流動(dòng)方向相對集中。

圖 3表示所謂的“潮汐橢圓”,顯示在幾個(gè)潮汐周期內(nèi)速度矢量末端的分布情況。

圖 3 在一個(gè)典型的潮汐流中速度矢量分布端點(diǎn)的潮汐橢圓

毫不奇怪,目前為利用潮汐能發(fā)電而開發(fā)渦輪機(jī)的技術(shù),基本上與 20世紀(jì) 80年代用于風(fēng)電場的渦輪機(jī)的相似。帶有 2個(gè)、3個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的水平軸水輪機(jī),或垂直軸水輪機(jī)(H轉(zhuǎn)子),主要是通過齒輪箱驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。某些機(jī)器被設(shè)計(jì)成完全浸沒式,固定在海床上構(gòu)筑的重力式基礎(chǔ)之上,或者是固定在鉆注樁或夯擴(kuò)樁上。還有其他一些類型的機(jī)器則被設(shè)計(jì)為水面漂浮式。

利用潮汐能發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到與波浪能發(fā)電業(yè)相同的成熟度。額定功率為 300kW及以下的一些原型機(jī)已經(jīng)在運(yùn)行之中,部分已經(jīng)連網(wǎng)供電。至今,幾年中未見發(fā)表關(guān)于連續(xù)運(yùn)行和連網(wǎng)供電方面的技術(shù)細(xì)節(jié)。2008年 4月以來,第 1個(gè)裝機(jī)容量為1.2MW的商用規(guī)模的錫根工程已在愛爾蘭安裝完成。

有些人對用于潮汐能發(fā)電的機(jī)組與“水上風(fēng)車”做了比較,結(jié)果認(rèn)為,只是尺寸不同而已。初看起來,這種比較似乎合理,但是前者在技術(shù)上所面臨的挑戰(zhàn)卻完全不同。例如,因?yàn)闇u輪機(jī)是放置在潮汐流中,必須解決旋轉(zhuǎn)軸密封的難題。因此,潮汐流渦輪機(jī)更像是風(fēng)輪機(jī)和潛艇技術(shù)的結(jié)合物。

在潮汐發(fā)電機(jī)必須面對的主要挑戰(zhàn)中,最重要的在于以下幾個(gè)方面:

(1)適應(yīng)于周期性變化的水流方向;

(2)腐蝕保護(hù);

(3)水中旋轉(zhuǎn)軸的密封;

(4)環(huán)境友好的、理想的無潤滑油設(shè)計(jì);

(5)電纜保護(hù);

(6)最低的安裝成本和收回成本,對于完全浸沒式機(jī)組來說,要想修復(fù)它,必須能在水中再次找到它。

雖然潮汐能資源是高度可預(yù)測的,而且也能使潮汐能發(fā)電技術(shù)的原理更加簡單,但是其主要挑戰(zhàn)都是來自于發(fā)電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境。為了控制運(yùn)行費(fèi)用,對于在水中運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組來說,顯然,其可靠性和堅(jiān)固性才是最重要的。

2.2 潮汐能開發(fā)技術(shù)

潮汐能發(fā)電站有 3個(gè)主要功能群:基座結(jié)構(gòu)、發(fā)電輸出設(shè)備和安裝維護(hù)設(shè)備。基座結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)領(lǐng)域中,一些高度專業(yè)化的研發(fā)公司目前正在興起,以滿足離岸風(fēng)電技術(shù)的需求。基礎(chǔ)的形式取決于現(xiàn)場條件,主要受土壤條件和水深的影響。因此,潮汐能開發(fā)商最好指定渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)艙和基礎(chǔ)之間的連接型式并使之標(biāo)準(zhǔn)化,而不要試圖自行開發(fā)專門的基礎(chǔ)。

因此,福伊特水電海洋流技術(shù)公司的基本思想是集中于渦輪機(jī)的開發(fā),以及為顧客提供發(fā)電機(jī)艙的安裝、收回和維護(hù)方面經(jīng)濟(jì)可行的解決方案,包括在基礎(chǔ)設(shè)施較差、遠(yuǎn)離陸地的條件下。

用于潮汐電站的水輪機(jī)有完全浸沒式、樁柱式以及采用的漂浮式,其原理不同,各有優(yōu)缺點(diǎn),還沒有一種型式能夠占據(jù)絕對優(yōu)勢。福伊特水電公司已決定選取完全浸沒式,其優(yōu)點(diǎn)是:從岸上看不見,標(biāo)準(zhǔn)化潛力很大,基座材料最省;最明顯的缺點(diǎn)則是在修理和維護(hù)時(shí),必須從油水中找回渦輪機(jī)。關(guān)于這一點(diǎn),將在下面進(jìn)行詳細(xì)討論。

2.2.1 電力輸出

為了使可靠性和簡易性最大化,開發(fā)的渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)避免了任何復(fù)雜性。其基本特性如下:

(1)用轉(zhuǎn)矩控制(可變速)技術(shù)代替帶有水下電子器件的變節(jié)距裝置。

(2)采用高性能優(yōu)化的對稱斷面以及擴(kuò)大的性能帶寬,實(shí)現(xiàn)了雙向水流都能發(fā)電。該渦輪機(jī)的斷面類似一臺(tái)水泵水輪機(jī),它被優(yōu)化為兼有水泵和水輪機(jī)兩種模式、以相同的效率運(yùn)行。該方法避免了采用偏航系統(tǒng)或(幾乎)180°可變漿距角葉片。

(3)直接驅(qū)動(dòng),以免除齒輪箱的故障,也不需加齒輪箱潤滑油。

(4)永久磁鐵勵(lì)磁,以避免靜態(tài)勵(lì)磁和集電環(huán)傳送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

(5)利用潮汐水流周圍的水,直接冷卻發(fā)電機(jī)定子。

(6)利用讓水以受控方式流過渦輪機(jī),故免除了旋轉(zhuǎn)軸密封的問題。

(7)海水潤滑軸承,不需要加潤滑油脂。

(8)無油設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對環(huán)境造成的不利影響最小化。

所述系統(tǒng)只有 2個(gè)主動(dòng)部件:渦輪機(jī)軸和安全用制動(dòng)器(甚至有除去制動(dòng)器的可能性,不但不危及安全,還可加強(qiáng)系統(tǒng)的堅(jiān)固性)。圖 4表示該渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)的橫斷面。其余部件均為靜態(tài)或被動(dòng)部件。

圖 4 渦輪機(jī)原理剖面

2.2.2 安裝、收回和維護(hù)的概念設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)安裝、修理和維護(hù)時(shí),原則上是要求能使運(yùn)行的成本低以及有專用船只可用。一般船只需作較小的改裝,電站或發(fā)電場的業(yè)主起碼應(yīng)擁有至少一個(gè)像駁船那樣的平臺(tái),用于到海中收回機(jī)器。對于擁有數(shù)百臺(tái)機(jī)器的發(fā)電場,相對費(fèi)用就很小。難點(diǎn)是,如何確定所需的海洋設(shè)備,使一個(gè)只有一臺(tái)或?yàn)閿?shù)不多的幾臺(tái)發(fā)電機(jī)的海上電場也能運(yùn)作起來。

按福伊特水電公司的原理設(shè)計(jì),要求有一艘平頂駁船,在外側(cè)端部裝一個(gè)起重架,其上安一個(gè)儀器箱,即所謂的“發(fā)電機(jī)回收模塊”(N R M),它可用安裝在甲板上的絞盤起吊。在維護(hù)操作之前,先將 2個(gè)浮筒連接到發(fā)電機(jī)的海床基座上,再將浮筒沉到海底。然后通過聲學(xué)設(shè)備讓浮筒重新浮上水面,其上各有一個(gè)導(dǎo)鏈,導(dǎo)鏈上系著發(fā)電機(jī)回收模塊。由一個(gè)推進(jìn)器為發(fā)電機(jī)回收模塊提供動(dòng)力,在照相機(jī)的支持下,發(fā)電機(jī)回收模塊可沿導(dǎo)鏈找到渦輪機(jī)。一旦找到渦輪機(jī),即將發(fā)電機(jī)回收模塊調(diào)整到對準(zhǔn)發(fā)電機(jī)艙,用液壓卡鉗夾住機(jī)艙并將其固定。然后,用絞盤將發(fā)電機(jī)回收模塊從海床上安全地吊出來,同時(shí)通過解開一個(gè)濕式配對連接器將電纜斷開。

收回渦輪機(jī)后,就用拖船將駁船拖到港口。在基礎(chǔ)設(shè)施差的港口,碼頭邊上可能沒有足夠的起吊能力。在這種情況下,駁船上可裝備 A形構(gòu)架,使駁船僅依賴甲板上的軌道系統(tǒng)就可起吊發(fā)電機(jī)艙。利用這種系統(tǒng),可以容易地把發(fā)電機(jī)艙拆解成適當(dāng)尺寸的部件,然后用簡單的移動(dòng)吊車吊運(yùn)。用這種方法,可進(jìn)行完全基于駁船的定期維護(hù),因此可完全不依賴任何車間或裝卸基礎(chǔ)設(shè)施。

2.2.3 前 景

福伊特水電海洋流技術(shù)公司目前正在制造一臺(tái)110kW的實(shí)驗(yàn)機(jī)組,其轉(zhuǎn)子直徑為5.6 m。該實(shí)驗(yàn)機(jī)組定于 2009年底到 2010年初在韓國安裝。該機(jī)組的設(shè)計(jì),旨在在真實(shí)工況下測試所有的新技術(shù)解決方案(即以水隙代替氣隙,海水潤滑軸承和雙向葉片)。該試驗(yàn)的結(jié)果將反饋到原型尺寸的 1MW發(fā)電站的設(shè)計(jì)上。

3 結(jié) 語

如果能夠得到支持,海洋能源的開發(fā)技術(shù)將得到更好的發(fā)展。海洋能源是最年輕的可再生能源,其開發(fā)利用水平已經(jīng)達(dá)到風(fēng)能在 20世紀(jì) 80年代時(shí)的技術(shù)開發(fā)水平。第 1個(gè)原型機(jī)概念正在進(jìn)行商用階段。企業(yè)正開始關(guān)注支持該行業(yè)的發(fā)展,可再生能源的需求正在刺激公用事業(yè)公司的興趣,它們愿意承擔(dān)很大部分的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn),以便取得第一手的經(jīng)驗(yàn),并確保它們在該行業(yè)中的份額?；仡?20 a前,當(dāng)時(shí)風(fēng)電行業(yè)以 50kW的風(fēng)輪機(jī)起步,即可以預(yù)測未來幾年的海洋能源行業(yè)的情景。最初的能源生產(chǎn)成本會(huì)很高,故障率也會(huì)很高,但這都是為了快速學(xué)習(xí)所付出的必要學(xué)費(fèi),隨著經(jīng)驗(yàn)的積累,技術(shù)會(huì)很快提高。所有這些努力將實(shí)現(xiàn)效率高、成本有競爭力的潮汐能電站的成功開發(fā),就象目前世界上已普及的 2MW以上的岸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)一樣。

但是,該過程對于海洋能源行業(yè)來說還是需要費(fèi)些時(shí)日的。初期的成功對于發(fā)展速度很重要,因?yàn)槌晒Φ脑囼?yàn)將會(huì)增加人們對這個(gè)新生行業(yè)的信任。開發(fā)商應(yīng)致力于設(shè)備結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性和簡易性的設(shè)計(jì),以贏得投資者或業(yè)主/運(yùn)營者的信心。

最后,是富有吸引力的電網(wǎng)饋入系統(tǒng)。如在德國實(shí)施的風(fēng)電和光伏系統(tǒng),其可靠性使投資者擁有一個(gè)具有可控的、平衡的風(fēng)險(xiǎn) -回報(bào)結(jié)構(gòu)的經(jīng)營項(xiàng)目,有利于加快研發(fā)技術(shù)的發(fā)展。