揭秘七大新型海洋能發電設計:巨蟒海浪發電機(組圖)

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世界上第一個商業海浪發電廠——“海蛇”位於葡萄牙北部海岸，2008年剛剛投入運轉。“海蛇”的發電機是一個150米長的鋼鉸接結構，通過彎曲移動帶動水輪發電機發電，可產生750千瓦電量。

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圖片展示的是一種利用海浪發電的新奇設計，按比例縮小的“巨蟒”。“巨蟒”的橡膠材料身體柔軟可彎曲，內部裝滿海水。海浪在“巨蟒”內部產生壓力波，壓力波不斷向前行進最終帶動尾部的發電機。

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這種漂浮物是位於澳大利亞西部弗裏曼特爾附近一家實驗性海浪發電廠的組成部分。每個漂浮物可在海浪的作用下山下移動，進而帶動海水穿過鋪設於海床上的管道並最終來到陸地，陸上的渦輪將在海水帶動下發電。

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活塞發威--在設計上，這些漂浮物至少要潛入水下6米。其上半部分在海浪經過時被迫向下移動，而後又重新回到原有位置。這一過程會壓縮中空結構內部空氣，被壓縮的空氣將穿過所攜帶的發電機。

北京時間7月16日消息 據英國《新科學家》雜誌報道，最近幾周，世界各地的能源公司設計的一係列看似笨拙的海洋能發電設備原型紛紛上演其第一次“水中之旅”。這些測試的進行標誌著人們對“如何向海洋要能源”這個有著數十年之久的老問題進行新的探索。

　　絕大多數風力渦輪機在外觀上大同小異，致使利用風能發電的競賽更像是一場怪異的賽跑，而不是F1比賽。當前，一係列形態各異的海洋能發電裝置正處於研發當中。借助於這些設備，設計者希望能夠找到在海浪和潮汐的惡劣化學、物理環境下獲取能量的最有效方式。

　　“海蛇”

　　致力於從海洋中獲取可再生能源的研究真正開始於上世紀70年代石油危機期間。世界能源委員會表示，全球可利用的海洋能估計可產生1000萬億瓦小時電量，但利用海洋能的步伐一直進展緩慢。

　　所謂的“海蛇”是指世界上第一家商業性海浪發電廠，由3個150米長的鉸接鋼結構組成，其工作原理是利用彎曲移動帶動水輪發電機，可產生750 千瓦電量。“海蛇”位於葡萄牙北部海岸，令人感到吃驚的是，這個可再生能源領域的裏程碑式發電設備於2008年剛剛投入運轉。雖然相隔時間較為短暫，但一係列新的競爭對手已紛紛尾隨“海蛇”出現，試圖與其一較高下。

　　“巨蟒”

　　名為“巨蟒”的海浪發電機由英國Checkmate 海洋能源公司設計，是一種類似蟒蛇的大型發電設備，由橡膠而不是鋼鐵製成。“巨蟒”實際上是一根裝滿水的管子，當海浪在上方經過對其產生擠壓時，內部可產生一個“向外膨脹的波浪”，波浪在到達尾端時可帶動發電機發電。

　　據悉，最終設計完成的“巨蟒”寬度將達到7米，長度達到200米，二十五分之一大小的原型已於最近完成測試。“巨蟒”開發人員表示，全尺寸“巨蟒”投入使用後，可滿足1000個普通家庭的用電需求。據他們透露，“巨蟒”將於2014年左右投入運轉。

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漂浮的平台--這個位於英國的漂浮平台當前正處於“待業”狀態，等待2009年晚些時候被部署到東海岸。漂浮平台與立軸相連，立軸將在海浪的作用下上下移動，進而帶動與之相連的發電機發電。

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潮汐能渦輪--這個平台名為“SeaGen”，上麵裝有兩個渦輪機。2008年，SeaGen被安裝在北愛爾蘭斯特蘭福特灣的潮流中，可為當地家庭提供1.2兆瓦電量。

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水池測試--這個3米高的支架由英國公司TidalStream製造，最近在法國一個水池內進行測試。最終設計完畢的平台體積將是這個原型的20倍，能夠利用潮道中的水流發電。

　　柱上曼舞

　　另一種“海浪收割機”立基於一個完全不同的理念——漂浮。對於“海蛇”的接合處以及水力學裝置能否在具有腐蝕性的海洋環境下長時間“存活”，英國能源公司Trident Energy的休-彼得·凱利表示懷疑。他指出：“利用海浪發電的最簡單方式就是使用附在柱子上的漂浮物，即利用漂浮物的移動帶動直線發電機發電。”

　　即便是立基於這樣一個看似簡單的想法，最終設計出的發電設備所具有的規模也達到令人吃驚的程度。據悉，Trident Energy設計了一種水翼艇狀的漂浮物，可在海浪通過時產生上升力以及推進力。凱利說：“與利用體積相似的傳統漂浮物相比，水翼艇狀漂浮物產生的能量要高出50%。”

　　Trident Energy設計的“海上浮標”內部裝有一個直線發電機——通過磁鐵的移動產生電量。凱利表示，他們的水翼艇狀漂浮平台每個最高可產生1兆瓦電量，試驗安裝將於2009年夏季在其位於薩福克郡海岸的第一家海上實驗場進行。

　　水下作業

　　Trident Energy的其它漂浮物在設計上采用水下作業方式，以避免最惡劣的海上環境。2008年，他們在澳大利亞西部弗裏曼特爾附近地區安裝了一個漂浮係統。該係統可通過水管將海水泵入岸上水輪機，由於是在岸上，水輪機不會遭受具有腐蝕性和破壞性的海水侵襲。這個漂浮係統名為“CETO”，迄今為止的表現相當不錯，第一個商業發電廠定於2009年晚些時候進行部署。Trident Energy表示，一個麵積達到5公頃的漂浮物陣列可產生50兆瓦特電量。

　　現在，讓我們的目光再回到北半球的阿基米德海浪發電裝置(Archimedes Waveswing)，這是另一種位於水下的漂浮物，由英國AWS海洋能源公司設計。每一個“阿基米德”至少要潛入水下6米，上部可像活塞一樣相對於下部上下移動。當海浪波峰經過時，活塞向下移動壓縮中空結構內部的空氣，波穀經過時則向上移動將空氣釋放出來。AWS表示，被壓縮的氣體穿過漂浮物內部的發電機；100個阿基米德海浪發電裝置所產生的電量可滿足5.5萬個普通家庭的用電需求。

　　與潮汐相伴

　　最近幾個月，幾個利用潮汐能發電的新設計也進行了水中測試。其中一個是裝有兩個渦輪機的固定平台，於2008年在北愛爾蘭斯特蘭福特灣的潮流中安裝完畢，可為當地家庭提供1.2兆瓦特電量。該固定平台運營商海流渦輪機有限公司計劃於2011年之前，在威爾士海岸安裝一個功率更大的潮汐能發電設備，其發電功率將是位於斯特蘭福特灣同伴的10倍。

　　最近，英國公司TidalStream在位於法國布雷斯特的國家海洋開發研究院(IFREMER)測試中心水池內，測試了一個高3米並搭載6個渦輪機的支架。這個支架也是專為潮道設計的，全尺寸支架高度可達到60米，能夠產生10兆瓦特電量。

　　潮汐海浪發電慘遭忽視

　　TidalStream的約翰·阿姆斯特朗指出，潮汐的潮起潮落相對較為可靠，利用潮汐能發電所能帶來的效果絕不亞於風能和太陽能發電裝置。然而，雖然後兩者的發電量起伏不定，但卻獲得更大的關注和研發資金。根據英國政府部門“碳信托基金”最近公布的一份報告，海浪能的可靠性同樣沒有得到應有的重視。

　　將不穩定的能源——例如風能——引入現有能源格局所遭遇的挑戰已經越發明顯，在這種形勢下，人們對“向海洋要能源”的興趣不斷增長。對於當前測試的一係列海洋能發電設備，究竟哪一個才能成為業內標準，我們仍需對其進行長期考驗才能得出一個令人滿意的答案。