潮流能发电技术[优质ppt]
- 格式:ppt
- 大小:1.55 MB
- 文档页数:26
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。