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澳最新研制“人造风洞”可采集海浪能做为绿色能源
王强 2017-05-17
导语

目前澳大利亚Wave Swell Energy公司已完成设计,预计“人造风洞”原型将于2018年中期在国王岛投入运行,未来还将安装在其它地区,美国夏威夷岛可能是选定目标。

目前澳大利亚Wave Swell Energy公司已完成设计,预计“人造风洞”原型将于2018年中期在国王岛投入运行,未来还将安装在其它地区,美国夏威夷岛可能是选定目标

新浪科技讯 北京时间5月17日消息,据国外媒体报道,目前,澳大利亚Wave Swell Energy公司最新研制一套海浪能采集设备——“人造风洞”,海浪能是一种可再生能源。该系统是一个部分潜入海底的巨大中空舱,海浪通过漏斗式结构进出水下开口,涡轮机产生电能。

使用海浪能做为可再生能源,对于减少温室气体排放具有重要意义。2016年太阳能使用创造历史最高纪录,同时,可再生能源已超过煤炭资源,成为世界上最大的安装功率容量来源。然而,一些能量并非总是易于利用,例如:风力和太阳能仅在刮风和太阳照射下有效。

因此能量来源更复杂多样化,它们就更加可靠。海洋运动是一种可再生能源,并且是一种与众不同的能量生成方案。例如:安装在防波堤的浮标可做为水下液压系统和海浪能站,将起伏海浪运动转化为能量。

图:Wave Swell Energy公司研制的“人造风洞”工作原理

Wave Swell Energy公司研制的“人造风洞”也被称为“振荡水柱(OWC)”,是一个较大的中空实体舱,部分潜入海底。海浪漏斗进出穿过一个水下开口,同时该装置在水面有一个较小开口,放置着一个空气涡轮机。当海浪穿过圆柱(20×20×18米),海水进出这个舱状结构,并在圆柱体内起伏,导致圆柱体内气体改变压力,压力变化迫使气体经过涡轮机产生电量。公司CEO汤姆·丹尼斯博士称,因此伴随海水下降,将在圆柱体内形成部分真空,它吸气返回穿过涡轮机,从而产生电量。

它与其它振荡水柱(OWC)装置不同的是,涡轮机仅暴露在一个方向的气流中。整个装置可移动部件是涡轮机和一些简单的成品阀门,它们都位于水位线之上,水下没有任何可移动部件。这意味着该装置的维护非常简单,仅需保养水面之上容易接触的部件,它使用“共振”使多数能量脱离海浪,因此舱内海水运动将放大,因为它以海浪相同频率产生谐振,这一过程改变了周围波浪场。


图:使用波浪能对于减少温室气体排放具有重要作用,图中是澳大利亚Wave Swell Energy公司研制的“人造风洞”。

“人造风洞”的海浪能利用率大约47%,相比之下,其它风力和海浪能利用率为30%。Wave Swell Energy公司表示,“人造风洞”发电成本平均是每度电0.07美元,这与煤炭价格相近,预计这一设备将在坦桑尼亚和澳大利亚之间的国王岛上进行测试。

国王岛居民较少,大约2000人,因此优先成为其它可再生能源的一个测试场地。目前,能源部门合作一个项目,结合风能和太阳能供给国王岛65%的能源需求。2015年,国王岛100%使用可再生能源,仅能维持33个小时,这种结合策略将有助于实现可再生资源,例如:间歇性波浪。

研究小组的一个目标是逐渐增大岛屿居民完全使用可再生能源的时间,到目前为止,Wave Swell Energy公司已完成“人造风洞”的设计原型,预计2018年中期在国王岛投入运行。他们希望未来在其它区域安装更多的“人造风洞”,夏威夷岛可能是选定目标,因为夏威夷岛处于隔离状态,虽然夏威夷岛上拥有充足的海浪能,但是当前能量完全是非常昂贵的柴油和电能。但是成本并非是唯一问题,使得柴油将增大对国外石油资源的依据,如果全球没有原油供给问题,夏威夷岛将无法提供产生能量的成本,或者这个岛屿将被完全封闭。

目前,Wave Swell Energy公司计划尽快扩大电能产量,丹尼斯表示,很可能在未来5年之内“人造风洞”运行规模进一步扩大,可制造100兆瓦电能。伴随着“人造风洞”数量的增多,将制造出成本更低的电能,从长远来看,公司认为每度电的成本可降至0.04美元。

(本文来源:新浪科技;作者:叶倾城;)

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作者 王强

硕士研究生

西北工业大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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