新型波浪发电出海测试


  大量涌现的波能利用设计,可以使这一工艺最终具有竞争力,他们正在到海洋上进行测试。来源:海蛇波浪电力公司

  利用海洋发电不是一件小事。但是,随着一些公司开始在公海上测试他们的波能收集器,这可能会发生变化。

  与运动速度相同的空气相比,起伏的海水蕴含的能量要多40倍以上,而且海洋状况的变化,比微风更为缓慢,这使公用事业机构更容易预测能源供应。然而,利用海洋能源所需的工具是庞大的。

  海蛇波浪电力公司(Pelamis Wave Power)的波能装置P2就是一个很好的例子。这一装置目前存放在英国爱丁堡(Edinburgh)的利思码头(Leith Docks),它采用的钢缆线轴是人身高的数倍,而漂浮物就像汽车那么大。但是,这只是外部装置,机器本身是一个红色设备,看起来像一列180米长的地铁列车。

  在仍然很小的波浪发电行业,海蛇公司和也在爱丁堡的绿色电力公司(Aquamarine Power)是两家大公司。每家公司现在都在部署完全尺寸大小的样机,在成本上可以使波能的竞争力超过其他可再生能源,如海上风电。

  除了他们之外,数十家规模较小的竞争对手,正在制造各色各样的奇特设备,他们希望这些设备可以超越现有的机器,争取提供廉价的海洋电力。“波浪能已经谈了几百年左右,” 尼尔•克默德(Neil Kermode)说,他是欧盟资助的欧洲海洋能源中心(EMEC:European Marine Energy Centre)董事总经理。“现在,它实际上正开始出现。”

  在英国,苏格兰北部奥克尼群岛(Orkney Islands)周围的海域是世界上天气最恶劣的地方,这里被欧洲海洋能源中心用作试验场,因为这里可以苛刻地测试波能装置。正如克默德所说的那样:“这是大公司的竞技场。”

  在所有令人印象深刻的尺寸之中,从里面看,P2看上去更像是一个数据中心,而不是一个船体。外观相同的服务器机架,光纤通信系统和应急电源,这些都使程序员可以在百忙之中上传软件,而不会中断电力生产。

  P2可以产生能量,是因为它的大型浮管连接铰链关节,在海浪中振动,移动液压油缸,泵动高压流体,驱动涡轮机。因为硬件已经从以前的原型升级,是用算法控制它们,这就带来了改观。该算法可以在浪小时减少油缸阻力,浪大时增加这一阻力,所以,在任何海洋状况下,都可以最大限度地提高能源生产。因此,P2可以产生750千瓦的电力, 两倍于之前的原型。

  “正是这些算法的主动控制,使我们能够调整机器的共振,”海蛇公司工程师罗斯•亨德森(Ross Henderson)说。

  上个月,绿色电力公司完成制造第二台足尺海浪发电设备,就是牡蛎800(Oyster 800)。这一设备有一个铰链活板,活板伸出水面,被每个经过的波浪推动而关闭。当活板活动时,就会驱动液压活塞,把高压水通过一个管道注入陆上的涡轮机。这一设备制成后,输出功率为800千瓦,是它之前设备的2.5倍。

  “如果你能得到那种水平的性能提高,那么,经济上很快将会开始显得更为有利,” 斯蒂芬•瓦特(Stephen Wyatt)说,他是英国政府资助的机构碳信托公司(The Carbon Trust)的技术促进负责人,这一机构负责促进低碳经济。

  碳信托公司7月份发表的一项研究估计,利用波浪能源的成本是每千瓦时43便士,或者说接近海上风力发电成本的三倍。要在成本上与其他可再生能源竞争,这些公司将不得不设法使他们的设备发电更多。

  同时,有大批新创公司都找到欧洲海洋能源中心的“托儿所”,就是建在避风水域的测试设施,他们测试的设计还不能放在公海上,每家公司都希望,他们的设备将改变未来的游戏规则。

  根据碳信托公司一项为期三年的研究表明,其中最有前途的,是英国希尔内斯(Sheerness)的蟒蛇公司(Anaconda),是由切克美特海洋能源公司(Checkmate Seaenergy)建立的。这是一根蛇状橡胶管,装满了水,漂浮在略低于水面的位置。波浪冲击设备前面,挤压橡胶管,造成鼓起的水沿着管内传递。隆起的水到达末端,这种高压水就会驱动涡轮机。

  一台8米长的样机已通过测试,但该公司说,还需要几年时间,它的完全尺寸大小的1兆瓦设备,也就是150米长的设备,才能准备就绪。

  还有一架同样不寻常的机器,就是1600吨重的企鹅号(Penguin),很快就会在欧洲海洋能源中心开始测试。这是由芬兰维劳公司(Wello)制造的,这架500千瓦的设备有一种非对称形船体,每个经过的波浪都会使它横摇,垂荡和纵摇,很像企鹅不自然的步伐。这种运动使船体内部飞轮旋转,带动一台发电机。

  因为这样的设备出现频率越来越高,因此,要判断哪种技术将最终胜出,还为时过早。“这是部分兴奋所在,”克默德说。“它有可能是完全新的东西,或者是我们已经看到过的东西的变体。”