電力科技信息

俄研發(fā)新型混合超導(dǎo)輸電電纜

由俄羅斯微電子納米技術(shù)（Institute of Microelectronics Nanotechnology）、俄羅斯電纜技術(shù)研發(fā)設(shè)計研究院（Russian Research,Design and Technological Institute of Cable Industry）及莫斯科航空研究院（Moscow Aviation Institute）聯(lián)合研究小組，以意大利Columbus超導(dǎo)體公司制造的二硼化鎂超導(dǎo)電纜為基礎(chǔ)，成功研制出世界首個液態(tài)氫與超導(dǎo)混合輸電電纜原型。

俄羅斯沃羅涅什市化學(xué)自動化設(shè)計局（Chemical Automation Design Bureau）采用直徑達26 mm長度為10 m的電纜成功實施試驗，該長度可滿足首次測試需要。其載流層由經(jīng)意大利Columbus超導(dǎo)體公司生產(chǎn)的5條二硼化鎂（MgB2）構(gòu)成，位于銅線束中心呈螺旋式排列。中間設(shè)有直徑為12 mm的液態(tài)氫傳輸腔，利用液態(tài)氫將二硼化鎂冷卻至40K（-233.15℃）使其產(chǎn)生超導(dǎo)性。液態(tài)氫通過位于電纜外護套與氫轉(zhuǎn)移低溫恒溫器內(nèi)壁之間的腔室實現(xiàn)流通。低溫恒溫器的電流引線額定電流達3～4 kA，恒溫器內(nèi)外徑分別為40 mm和80 mm，壁間實現(xiàn)真空超絕緣。恒溫器不采用液氮進行預(yù)冷卻。

在0.15～0.45 MPa壓力條件下液態(tài)氫流速為2～7 g/s，試驗時溫度變化范圍是20～26 K。在不同溫度和臨界電流（critical current）判據(jù)為 1 μV/cm條件下對電纜電壓電流特性（voltage-current characteristic）予以測定。在20 K和26 K溫度下，電纜臨界電流分別大于2 600 A和2 000 A，表明二硼化鎂超導(dǎo)體超導(dǎo)性能良好，適用于大電流輸電電纜。研究員表示，液態(tài)氫在流速為200～220 g/s的情況下可實現(xiàn)傳輸功率約25 MW。而采用超導(dǎo)電纜可傳輸約50 MW功率電流。該指標(biāo)還有很大提升空間，工業(yè)規(guī)模應(yīng)用時采用提高電流、電壓和液態(tài)氫流量方法可提高電纜輸電量。預(yù)計該電纜在未來有可能實現(xiàn)10 GW的傳輸目標(biāo)。該研究證實采用低成本材料實現(xiàn)超導(dǎo)輸電電纜大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用可行性，對于幅員遼闊且現(xiàn)有輸電設(shè)施無法滿足輸電需求的俄羅斯而言具有重要意義。

摘譯自互聯(lián)網(wǎng)

冰島建設(shè)世界最長海底輸電電纜

冰島宣布將建設(shè)長度約為1 200～1 900 km深度達3 000 m橫跨北大西洋的世界最長海底電纜以便將其地?zé)崮茌斔椭劣鹊貐^(qū)。該國地?zé)崮艿瓤稍偕茉簇S富，約1/3電力供應(yīng)來自地?zé)岚l(fā)電，其余幾乎均來自水力發(fā)電。幾乎所有冰島家庭用戶采用地?zé)峁┡６嘤酂崮芸沙隹诘狡渌麑剂弦蕾囆愿叩膰?。但由于?shù)千公里距離的海洋將其與歐洲大陸分隔，造成分享其境內(nèi)清潔能源的障礙。建設(shè)一條連接冰島和歐洲的輸電電纜可解決上述難題。

冰島Landsvirkjun國有能源公司發(fā)言人Ragna Sara Jonsdottir表示，現(xiàn)階段研究工作將于2012年底完成?？紤]連接包括英國、挪威、荷蘭和德國等多個國家和地區(qū)。敷設(shè)如此長的海底電纜造價高昂。計劃實現(xiàn)年均出口電力50億kWh，將為125萬歐洲用戶供電，年均出口額有望達到2.5～3.2億歐元。有助于提振當(dāng)?shù)匾?008年金融危機而受挫的經(jīng)濟。由于冰島約75%電力由該公司供應(yīng)，因此項目將對其未來發(fā)展具有重要意義。

該項目與美國和瑞士地?zé)崮茼椖康牟煌幵谟?，美瑞兩國將冷水?jīng)注入基巖（bedrock）裂縫以實現(xiàn)水與周圍巖石熱交換，但該技術(shù)存在引發(fā)地震的隱憂。而冰島是直接利用已有地下水進行熱能發(fā)電。

目前世界已投運最長海底電纜是長約580 km連接挪威與荷蘭名為NorNed輸電線路，已于2008年啟用，總投資為6億歐元?；ミB輸電線路有利于增強電力多樣性和供電安全性。而對電力用戶而言，這有助于提高市場和價格競爭力。冰島地?zé)崮苜Y源極其豐富，計劃到2050年實現(xiàn)完全能源獨立。該項目也將推動歐洲其他地區(qū)可再生能源效益提升。

摘譯自互聯(lián)網(wǎng)

日本建設(shè)全球最大浮體式海上風(fēng)電站

日本丸紅 （Marubeni）宣布與三菱重工（Mitsubishi Heavy Industries）和新日本制鐵（Nippon Steel）等公司就浮體式海上風(fēng)電試驗項目開展合作，在福島近海海域建設(shè)總?cè)萘窟_16 MW的3臺海上浮體式風(fēng)力發(fā)電機和1座浮體式變電站，并計劃使用約1.5億美元作為初期研究資金，以加快實現(xiàn)將該地區(qū)發(fā)電容量擴展至1 000 MW的目標(biāo)。

第一階段工程于2012年實施，包括1臺2 MW浮體式風(fēng)力發(fā)電機、世界首座66 kV浮體式變電站安裝及海底電纜敷設(shè)工作。第二階段自2013年至2015年將新增2臺三菱重工公司提供的7 MW風(fēng)機。日本富士重工（Fuji Heavy Industries）公司將提供第1臺2 MW風(fēng)機，而在第二階段提供7 MW風(fēng)機，而變電站建設(shè)由日立（Hitachi）公司負責(zé)。日本石川島船舶工程（IHI Marine）公司、三菱重工及三井造船（Mitsui Shipbuilding）公司將共同為風(fēng)機制造浮體 （floater）并安裝在水下深達100～150 m 位置。

風(fēng)電機安裝在浮體結(jié)構(gòu)上有助于在不易建造塔架的水下深處實現(xiàn)發(fā)電。日本旨在到2017年3月實現(xiàn)浮體式海上風(fēng)力發(fā)電機的商業(yè)化應(yīng)用。除了提高成本效益外，建造浮體式海上風(fēng)力發(fā)電機的最大技術(shù)難題是如何保障浮力機制穩(wěn)定性以及將繩索固定在深度達200 m的海床上。由于陸上風(fēng)能的開發(fā)利用在日本受到當(dāng)?shù)厣絽^(qū)地形限制，因此推動了海上風(fēng)電發(fā)展。合適的海洋深度為浮體式風(fēng)力發(fā)電技術(shù)提供了發(fā)展?jié)摿?。目前該技術(shù)仍處于發(fā)展初級階段，與傳統(tǒng)固定式發(fā)電方式相比成本較高。

日本能源行業(yè)制定的發(fā)展目標(biāo)是到2051年3月風(fēng)電裝機容量達5萬MW，其中浮體式和固定式海上風(fēng)電容量分別為17 500 MW和7 500 MW。日本風(fēng)電協(xié)會（Japan Wind Power Association）預(yù)計風(fēng)機生產(chǎn)和維護檢修服務(wù)成本到2030年將由目前每年約36億美元增至約62億美元。日本福島地區(qū)在2011年因發(fā)生地震和海嘯而遭受重創(chuàng)，丸紅公司希望該項目能在日本地震后推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟增長并提供更多就業(yè)崗位，同時加快當(dāng)?shù)馗◇w式海上風(fēng)電技術(shù)出口的實現(xiàn)。

摘譯自互聯(lián)網(wǎng)