海島建設(shè)與潮汐能風(fēng)能太陽能綜合利用

摘要：我國海島資源豐富，區(qū)位特殊，是我國海洋經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要依托。太陽能、風(fēng)能、潮汐能一體化綜合發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)高效率、低成本、節(jié)能、環(huán)保、極具商業(yè)價(jià)值的綜合發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)海島的開發(fā)利用將堅(jiān)持保護(hù)為主、適度開發(fā)的原則，改變傳統(tǒng)的海洋開發(fā)模式，保護(hù)海島資源和生態(tài)環(huán)境具有重要的價(jià)值和深遠(yuǎn)的意義。

關(guān)鍵詞：海島建設(shè) 太陽能 風(fēng)能 潮汐能

前言

我國將加快海島的開發(fā)建設(shè)和保護(hù)管理工作，在10年內(nèi)將使海島地區(qū)的交通、水電等基礎(chǔ)設(shè)施得到明顯改善，垃圾及污水處理得到妥善處理，同時(shí)全面改善和提高海島生活、生產(chǎn)及投資環(huán)境。海島是潛力巨大的資源寶庫，也是支撐未來發(fā)展的戰(zhàn)略空間。我國海域遼闊，海洋資源豐富，開發(fā)潛力巨大。經(jīng)過多年發(fā)展，我國海洋經(jīng)濟(jì)取得顯著成就，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了積極帶動(dòng)作用。大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，進(jìn)一步提高海洋經(jīng)濟(jì)的質(zhì)量和效益，對(duì)于提高國民經(jīng)濟(jì)綜合競爭力，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，全面建設(shè)小康社會(huì)具有重大戰(zhàn)略意義。

一、太陽能、風(fēng)能、潮汐能一體化發(fā)電系統(tǒng)

將太陽能、風(fēng)能、潮汐能三類能源的利用有機(jī)融合，太陽能、風(fēng)能、潮汐能一體化綜合發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)高效率、低成本、節(jié)能、環(huán)保、極具商業(yè)價(jià)值的綜合發(fā)電系統(tǒng)。

利用三種能源的周期性，互補(bǔ)不足，綜合利用，有效融合，達(dá)到能源的穩(wěn)定利用，對(duì)促進(jìn)新能源的利用和發(fā)展，緩解我國能源資源短缺以及實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也符合科學(xué)發(fā)展觀的基本要求，對(duì)于建設(shè)資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會(huì)的意義也十分深遠(yuǎn)。

1、太陽能、風(fēng)能、潮汐能三類能源的利用有機(jī)融合

在我國的海島，太陽能、風(fēng)能、潮汐能三類能源豐富，單獨(dú)利用技術(shù)日趨成熟，但成本較高，三者能源綜合利用的設(shè)備還不多。為此，我們將太陽能、風(fēng)能、潮汐能三類能源的利用有機(jī)融合，以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，促進(jìn)新能源的利用和發(fā)展，緩解我國能源資源短缺以及實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展為目的，采用跟蹤聚光裝置兩次反射多面鏡太陽能聚光發(fā)電和塞內(nèi)加爾式風(fēng)力機(jī)達(dá)到以下創(chuàng)新點(diǎn)：1.太陽能、風(fēng)能、潮汐能三者一體化綜合利用，降低成本；2.跟蹤聚光裝置兩次反射多面鏡太陽能聚光發(fā)電，低成本、高效、快速、簡便利用太陽能；3.塞內(nèi)加爾式風(fēng)力機(jī)低風(fēng)速啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、高效率持續(xù)發(fā)電、低噪音；4.解決了潮汐能利用中嚴(yán)格受到地理位置限制的問題；5.聚光架采用三角形桁架結(jié)構(gòu)，在確保其剛性和穩(wěn)定性的前提下，最大限度節(jié)省鋼材使用量；6.蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提高傳動(dòng)比和承載能力，易于維修及改造升級(jí)用于省力手動(dòng)裝置推廣使用。技術(shù)指標(biāo)有：1.風(fēng)光互補(bǔ)矩陣發(fā)電峰值功率為25.116kW；2.聚光器的理論聚光比>6.5，實(shí)際聚光比>5.0；3.自動(dòng)跟蹤太陽裝置的跟蹤誤差<0.5°；4.單位采光面積的用鋼量<30Kg/m2；5.潮汐能日發(fā)電能量為3.28*10 J；6.在穩(wěn)定電壓和電流情況下每小時(shí)產(chǎn)生淡水42.5L。

太陽能、風(fēng)能、潮汐能一體化綜合發(fā)電系統(tǒng)，光電轉(zhuǎn)換部分采用自動(dòng)跟蹤聚光光伏發(fā)電，將數(shù)倍的太陽光聚集到太陽能電池板上，通過提高單位面積電池板的日照強(qiáng)度，使得產(chǎn)生同樣電能所需要的半導(dǎo)體材料大大減少，相當(dāng)于用普通材料代替昂貴的半導(dǎo)體材料，因此能夠大幅度地降低光伏發(fā)電的成本，具有商業(yè)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)（1.2×10 kWh），潛在的運(yùn)行溫度可達(dá)500°C（商業(yè)化運(yùn)行的溫度已達(dá)到400°C），商業(yè)化的年凈效率為14 %，有最低的材料要求，可以模塊化或聯(lián)合運(yùn)行，可以采用蓄熱降低成本。風(fēng)能發(fā)電部分采用塞內(nèi)加爾式風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生電能。潮汐能利用部分利用蓄水箱收集海水，把海水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能。三者綜合一體利用，節(jié)約單獨(dú)利用的成本，大大提高經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)低成本和高性價(jià)比的新能源綜合利用。

縱觀世界范圍內(nèi)，風(fēng)-光互補(bǔ)新能源利用設(shè)備的研究已經(jīng)非常普遍，太陽能、風(fēng)能、潮汐能單獨(dú)利用技術(shù)日趨成熟，相關(guān)研究也非常普遍，但是太陽能、風(fēng)能、潮汐能三者綜合利用的設(shè)備還不多，相關(guān)研究也還有很大的空間。

2、海島上風(fēng)力發(fā)電將成為重要的能源形式

海島上有豐富的風(fēng)能資源和廣闊平坦的區(qū)域，使得近海風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成為近來研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在近海風(fēng)力發(fā)電廠的商業(yè)化運(yùn)行是國內(nèi)外風(fēng)能利用的新趨勢(shì)。隨著風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展，陸地上的風(fēng)機(jī)總數(shù)將趨于飽和，海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)將成為未來發(fā)展的重點(diǎn)。海上發(fā)電也是近年來國際風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域，是“方向中的方向”。中國海上風(fēng)能資源儲(chǔ)量遠(yuǎn)大于陸地風(fēng)能，儲(chǔ)量10m高度可利用的風(fēng)能資源超過7億kW，而且距離電力負(fù)荷中心很近。海上風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)，加快了海島的建設(shè)與發(fā)展。

3、海島潮汐發(fā)電的發(fā)展前景

在探索發(fā)展能源新路上，潮汐能和其他新能源一樣，已受到很大重視。目前制約潮汐發(fā)電的因素主要是成本因素，到目前為止，由于常規(guī)電站廉價(jià)電價(jià)的競爭，建成投產(chǎn)的商用潮汐電站并不多。然而，由于潮汐能蘊(yùn)藏量巨大及其發(fā)電的許多優(yōu)點(diǎn)，人們還是非常重視對(duì)潮汐發(fā)電的實(shí)驗(yàn)和研究。潮汐發(fā)電是一項(xiàng)潛力巨大的事業(yè)，經(jīng)過多年來的實(shí)踐，在工作原理和總體構(gòu)造上基本成型，可以進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)利用階段，隨著科技的不斷進(jìn)步和能源資源的日趨緊缺，潮汐發(fā)電在不遠(yuǎn)的將來將有飛速的發(fā)展，其前景是非常廣闊的。

要使潮汐能資源開發(fā)規(guī)模躍上一個(gè)臺(tái)階，主要應(yīng)在以下方面做出努力：

（1）在經(jīng)營和技術(shù)改革上，要做好規(guī)劃方案，提高電站建設(shè)的質(zhì)量及經(jīng)營管理水平等主觀因素。

（2）要多借鑒國外已有潮汐能發(fā)電技術(shù)的研究以及開發(fā)的對(duì)潮汐能利用的新技術(shù)。我們可以積極借鑒英國、瑞典等潮汐能發(fā)電技術(shù)相對(duì)成熟國家的新技術(shù)，例如新型的潮汐發(fā)電裝置、水下潮汐電站等，并且應(yīng)自主研發(fā)出該方面的新技術(shù)，發(fā)展我國的潮汐能發(fā)電事業(yè)。

（3）政府也應(yīng)加大給予潮汐能利用的開發(fā)優(yōu)惠條件，制定相應(yīng)的扶持政策加稅收減免和電價(jià)補(bǔ)貼等優(yōu)惠政策來吸收投資者，并制定和完善相應(yīng)的電力競爭，使投資者更注重技術(shù)和管理的改革，使得潮汐發(fā)電有充足的資金投人和積極的技術(shù)開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)更快更好地發(fā)展。

二、海島清潔能源的利用對(duì)海島的開發(fā)價(jià)值

風(fēng)能和潮汐能都是可再生資源，取之不盡、用之不竭的無污染可再生新能源，具有誘人的發(fā)展前景，風(fēng)力發(fā)電由于其具有效益和環(huán)保上的一系列優(yōu)勢(shì)，將首先成為可以與常規(guī)能源發(fā)電相競爭的新能源發(fā)電方式。潮汐發(fā)電近年來也獲得了很快的發(fā)展，技術(shù)上不斷進(jìn)步，加之蘊(yùn)藏量巨大，開發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，未來的發(fā)展空間也不可估量。21世紀(jì)注定是一個(gè)開發(fā)利用新能源的時(shí)代，而由于發(fā)展早，技術(shù)進(jìn)步大，風(fēng)能和潮汐能的利用注定將在我國的發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用，風(fēng)力發(fā)電和潮汐發(fā)電必將對(duì)我國的傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)形成強(qiáng)勢(shì)的沖擊，一個(gè)大規(guī)模開發(fā)風(fēng)能和潮汐能的時(shí)代即將來臨！

1、海上風(fēng)電。優(yōu)化開發(fā)布局，扶持與農(nóng)漁業(yè)兼容發(fā)展的潮間帶風(fēng)電建設(shè)，積極發(fā)展離岸風(fēng)電項(xiàng)目，提高產(chǎn)業(yè)集中度，有序推進(jìn)海上風(fēng)電基地建設(shè)。加強(qiáng)海上風(fēng)電輸電規(guī)劃，完善配套基礎(chǔ)設(shè)施，提高氣象保障能力，加強(qiáng)電網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)研究。

2、海洋潮汐能。加強(qiáng)海洋能資源勘查，科學(xué)選劃海洋能利用空間。改變傳統(tǒng)的“填海造島”、“填海造地”的開發(fā)方式，充分利用潮汐帶，建立蓄能發(fā)電系統(tǒng)，其上部可以結(jié)合旅游、地產(chǎn)或其他產(chǎn)業(yè)進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)建設(shè)。建設(shè)近岸萬千瓦級(jí)潮汐能電站、近岸兆瓦級(jí)潮流能電站、海島多能互補(bǔ)獨(dú)立電力系統(tǒng)等示范工程，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

積極開發(fā)利用潮汐能、波浪能、海上風(fēng)能等清潔能源，鼓勵(lì)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)。在濱海濕地、三角洲和海島等典型生態(tài)區(qū)，鼓勵(lì)發(fā)展生態(tài)漁業(yè)、生態(tài)旅游和海洋清潔能源，充分發(fā)揮其藍(lán)色碳匯功能，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的有機(jī)統(tǒng)一。

加快發(fā)展海洋產(chǎn)業(yè)節(jié)能環(huán)保技術(shù)。增強(qiáng)涉海企業(yè)節(jié)能減排意識(shí)，建立以企業(yè)為主體的節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新體系。推廣先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，積極發(fā)展海洋環(huán)保裝備及環(huán)保材料，加快淘汰高耗能老舊漁船和裝備，著力解決海上溢油、重金屬、有機(jī)污染物、放射性物質(zhì)等主要海洋污染物的防治問題。加快制定涉海行業(yè)節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)。

三、對(duì)我國海島建設(shè)的發(fā)展及前景展望

我國海島資源豐富，區(qū)位特殊，是我國海洋經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要依托。但是海島一般遠(yuǎn)離大陸，交通不便，而且淡水資源短缺。近年來，在對(duì)海島的開發(fā)利用中出現(xiàn)了一些問題，首先是海島開發(fā)普遍缺少規(guī)劃，隨意炸山采石、傾倒垃圾等已造成海島生態(tài)大規(guī)模退化和破壞，工程項(xiàng)目大規(guī)模圍填造成許多珍貴海島整體滅失。特別是一些特殊海島保護(hù)不力，危害到國家利益和主權(quán)權(quán)益，在我國已經(jīng)公布的77個(gè)領(lǐng)?；c(diǎn)中，位于海島上的就有75個(gè)，有些海島還是重力點(diǎn)、天文點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、全球衛(wèi)星定位控制點(diǎn)，而目前這些島嶼普遍存在著安全隱患。據(jù)悉，國家海洋局目前已全面啟動(dòng)海島規(guī)劃、立法、政策研究和特別保護(hù)區(qū)建設(shè)工作。預(yù)計(jì)在1-2年內(nèi)，發(fā)布《國家海島保護(hù)與開發(fā)規(guī)劃》、《海島開發(fā)與保護(hù)管理辦法》等，建立和完善海島保護(hù)和開發(fā)法律制度體系，加強(qiáng)海島生態(tài)和環(huán)境管理。今后對(duì)海島的開發(fā)利用將堅(jiān)持保護(hù)為主、適度開發(fā)的原則，保護(hù)海島資源和生態(tài)環(huán)境，維護(hù)國家海洋權(quán)益和國防安全。同時(shí)調(diào)整海島開發(fā)秩序，發(fā)展海島港口、旅游、漁業(yè)及海洋能源等資源優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。

海島作為國防的前沿和海洋資源和環(huán)境的核心點(diǎn)，有著很高的權(quán)益、安全、資源和環(huán)境價(jià)值。由于歷史原因，有的經(jīng)濟(jì)建設(shè)相對(duì)落后，是我國東部的\"西部區(qū)域\"。因此，從事海島管理工作必須要有明確的思路，我認(rèn)為最主要的是把握好以下幾條：

一是要堅(jiān)持開發(fā)與保護(hù)并重，堅(jiān)持在開發(fā)中保護(hù)，在保護(hù)中開發(fā)的方針，堅(jiān)定不移地走可持續(xù)發(fā)展的道路。二是要堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心。發(fā)展是硬道理，海島工作必須圍繞經(jīng)濟(jì)建設(shè)這個(gè)中心，使海島經(jīng)濟(jì)成為國民經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)。三是要堅(jiān)持因島制宜，打好\"特色牌\"。每個(gè)海島都有自己的特點(diǎn)，一定要從自身的實(shí)際出發(fā)，揚(yáng)長避短，在充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)上做足文章，切不可照搬別人的經(jīng)驗(yàn)。21世紀(jì)是海洋世紀(jì)。發(fā)展海洋事業(yè)，是中國走向現(xiàn)代化的必由之路。

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