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【日本海洋能源开发】(3)多家企业竞相开发形态迥异新技术【3】

2013年04月01日09:13    来源:人民网-财经频道

利用螺桨风筝进行海流发电

东京大学、IHI公司、东芝公司及三井物产战略研究所目前正在进行全球首例浮体式海流发电概念实证试验。这也NEDO的要素研究委托业务。

该系统就像在海中放风筝一样拴连在海底固定的一点上,像飞机一样稳定地漂浮在海水中。即在海底放置压重物,用一根线缆连接叶片,使其像风筝一样漂在水中(资料3)。在东京大学,利用水槽成功完成了40分之1规模的实验。通过以0.1毫米为单位调整叶片,实现了平衡,可避免发电机出现回旋下降的情况。

今后计划进一步扩大规模,进行3分之1乃至2分之1规模的实证试验。力争在2020年之前实现2000千瓦设备的实用化。日本拥有流速快、流量大、流幅宽的黑潮,潜力巨大。在从水面到水下100米左右的范围内,海流速度较快,因此像风向标一样使涡轮机漂在深50米左右的海中。连接2台直径为40米的涡轮机,使输出功率达到2兆瓦。如果运转率为70%,流速达到3海里(每秒1.6米),便可产生较大的经济效益。

风险公司描绘的宏伟构想

新领域的技术大多是由不拘泥于定论的风险企业开发出来的。NOVA ENERGY公司代表董事铃木清美提倡的“金枪鱼型潮汐能发电机”就是其中之一。该公司的“金枪鱼涡轮机”采用前细后粗的金枪鱼形状,后部安装了3枚弯曲的螺旋桨(叶片)(资料4)。

在神户大学和韩国海洋大学的协助下,NOVA ENERGY开发出了可有效利用海流,同时还可防止海中漂流物损伤设备及附着藻类等的形状。借助突出部分,海水流速加快并冲到螺旋桨上。螺旋桨采用弯曲状是为了减少漂流物等造成的损坏。涡轮机利用FRP或者铁制造而成,海水会从内部空洞处进出,因此即便处于深海,也可不受浮力、重力及压力的影响,一直保持平衡。

资料4.NOVA ENERGY的海流发电构想

出处:NOVA ENERGY

涡轮机顶端用“万向节”(Universal Joint)连接,一直保持最佳朝向。由于涡轮机沿着水流方向旋转,因此螺旋桨顶端不会出现气穴现象(因气泡产生及消失造成的空洞现象)。由于是低速旋转,因此不会对水中生物产生影响,涡轮机旋转时不会给鱼等造成伤害。有望实现相当低的成本。

目前正在淡路岛岩屋海域的明石海峡进行实际验证。全长6米、螺旋桨直径为3米、额定输出功率为10千瓦的NT-001,和全长14米、螺旋桨直径为7米、额定输出功率为300千瓦的NT-0302款机型已经投产。这两款产品都是在流速达到1.5海里(每秒0.78米)的情况下就能开始发电。

铃木社长提出了利用金枪鱼涡轮机的多种应用方式。如果安装在船只(浮体)上,投锚固定,便可利用潮汐旋转涡轮机,成为发电船,可用作小型电动船的“海上供电站”。或者在明石海峡大桥的桥墩上设置300千瓦的涡轮机,用于大桥的照明器具及桥墩照明。

铃木社长还提出了大容量发电装置构想。使每个单元的输出达到2000千瓦,并将之进行组合,就可构成大容量发电群(涡轮机阵列)。在NOVA ENERGY自主开发的长120米的大型浮标上设置4个500千瓦的螺旋桨,就构成了1个单元输出2000千瓦的发电装置。在2公里见方的海中可设置200个单元,这样就可形成共计40万千瓦的大容量发电设施(资料4)。在垂直浮标的水上20米处设置控制室,在此保管2兆瓦的发电机、液压马达及电力控制板等。

就整个系统概括而言,就是使螺旋桨涡轮机以3~4海里(每秒1.5~2米)的流速旋转,利用低转速大输出的无漏液压泵将旋转力转变为压力,利用软管将动压输送至海上控制室,通过液压马达旋转发电机。将上部作为直升飞机场,利用直升飞机运输进行内部设备维护。(日经能源环境网 供稿) 

(责任编辑:值班编辑、庄红韬)

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