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空氣流波力發電裝置文章來源:中國新能源網 | 發布日期:2008-07-24 | 作者:張煥芬 | 點擊次數:
波浪持有非常大的能量,對其進行利用償試是從20世紀初開始,逐漸進行波能轉換裝置的開發。目前利用波力發電的航標燈,100W以下的小型裝置已實用化。而正規的波力發電裝置的開發是從1973年石油危機以后,以日本最早,起到世界開發中心作用。日本海洋科學技術中心(現在的海洋研究開發機構),進行了大型波力發電浮體“海明”的開發(第一期現場實驗是1978~1980年,第二期1985—1986)和巨大鯨(現場試驗1978—2003),作為該領域的中心開始了研究開發。除日本外還有很多國家和機構進行了各種裝置的研究開發。 (1)空氣流式波力發電裝置(波力發電防波堤)。 波力發電防波堤是被稱為沉箱的鋼筋混凝土箱,設置于海底基礎石上的裝置。其前面的下部是開口部(被稱為空氣室的前室)波浪在這里進出,波浪在空氣室中上下運動,使空氣壓縮膨漲,產生空氣流,推動設置于上部的透平發電機旋轉發電。由于這種氣流是往復流,透平使用特殊的威爾斯透平。威爾斯透平的氣流是往復流,透平往一方向旋轉。這種裝置不僅可以防波而且能吸收波能轉換為電能。 一般的防波堤沉箱是無空氣室的裝置,是在鋼筋混凝土中充填砂的結構。在沉箱前面設置混凝土臺(消波臺)以降低耒襲波的威力。波力發電防波堤的空氣室吸收波能,同時起到消波臺作用,但波的能量沒有消除,而是把它轉換為電力利用。 波力發電防波堤的基礎研究是在運輸省港灣技術研究所(現在的德國港灣機場技術研究所),從1982年起實施了5年,從波能轉換的基礎研究開始,進行發電模擬技術的開發,從1987年起,對高波的安全性等進行了現場實證試驗。 現場實證試驗,運輸省第一港灣建設局(現國土交通北陸地方整備局)以港空所、沿岸技術中心為中心的29家民營企業共同實施研究,(第一期1987—1995,第二期1991—1995)。現場實證試驗在酒井港的北防波堤進行。將建設中的北防波堤的一個沉箱換成波力發電沉箱進行試驗。 由于實驗預算的關系,透平直徑1.33m與空氣室面積相比顯得過小,發電機額定出力60KW也稍小。第一期試驗結果大體上和原先計算結果相近。第二期進行與一般商用電網聯接及作各種獨立電源進行試驗。此外還進行了用波力的電力進行引水泵的運轉試驗。通過二期實證試驗大體上可確立波力發電防波堤發電系統的設計法。實驗試驗證明系統可靠性高,維持管理容易,對嚴駿的海洋環境可使用10年以上。 空氣流式波力發電裝置作為正式的波力發電裝置具有其優越性,可惜尚未達到實用化。主要原因是發電成本比石油電力高,而且產生的電力不夠穩定。以后尚需進行降低成本的努力。關于透平進行了比威爾期透平成本低,效率高的沖動式透平的開發,這應該是有希望的。此外,通過風力發電實用化,可達到降低轉換器等發電控制裝置的成本,使實用化的可能變高。 電力的不穩定性是所有自然能的問題,在歐美的風力發電已有克服此問題的實例。此外,要根本解決這個問題,還需大力開展電力貯藏技術的研究。 最近石油價格高漲,自然能的利用再度被重新評價,波力發電有降低成本的可能性,也被進行研究開發。日本國土交通廳在新潟港進行小型空氣流式波力發電裝置試驗等地道的開發,這種試驗是完全可行的。
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