海流能發(fā)電
Ocean Current Energy

海流也稱為洋流,海流主要是因?yàn)樘?yáng)對(duì)海面照射不同或海水鹽度不均產(chǎn)生的對(duì)流現(xiàn)象,從一個(gè)海域長(zhǎng)距離地流向另一個(gè)海域,是海洋和海峽中有較為穩(wěn)定的海水流動(dòng),就像江河的水流一樣,攜帶著巨大的能量。海流能主要是海水流動(dòng)的動(dòng)能,其能量與流速的平方和流量成正比。海流發(fā)電與潮汐動(dòng)能發(fā)電(潮流能發(fā)電)原理相同,不同的是海流發(fā)電裝置工作位置的海水較深。人們把海流發(fā)電裝置比喻成水下風(fēng)車,幾乎任何一個(gè)風(fēng)力發(fā)電方式都可以用于海流發(fā)電,所以海流發(fā)電裝置也是五花八門,下面就工作原理?yè)裰鹘榻B。

? ? 浮筒水下風(fēng)車

浮筒水下風(fēng)車轉(zhuǎn)輪由幾片槳葉組成,工作原理與水平軸風(fēng)力機(jī)相似,利用水流對(duì)槳葉產(chǎn)生的升力推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn),類似于順風(fēng)式風(fēng)力機(jī),圖1是該發(fā)電機(jī)示意圖。

浮筒水下風(fēng)車

圖1--浮筒水下風(fēng)車

浮筒水下風(fēng)車轉(zhuǎn)輪通過(guò)增速齒輪箱與發(fā)電機(jī)連接,一同安裝在機(jī)艙內(nèi),機(jī)艙通過(guò)支柱與上方浮筒固定連接,浮筒與機(jī)艙共同產(chǎn)生浮力,使浮筒略浮出海面即可。浮筒水下風(fēng)車通過(guò)鋼纜牽向海底的固定錨樁,可隨水流飄向水流下方,保持轉(zhuǎn)輪面與水流方向垂直。鋼纜與發(fā)電機(jī)輸出電纜合為一體,通過(guò)海底電網(wǎng)向陸地送電。圖2是安裝在水下的浮筒水下風(fēng)車。

浮筒水下風(fēng)車在海中

圖2--浮筒水下風(fēng)車在海中
??? 水下發(fā)電風(fēng)箏

??? 有些時(shí)候海面下一定深度的海水流速會(huì)更快些,把發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)輪放在水下一定深度會(huì)得到更好的效果。而且不會(huì)影響航道。瑞典汽車制造商薩博公司(Saab)研制出一種水下發(fā)電風(fēng)箏,見圖3。

水下發(fā)電風(fēng)箏

圖3--水下發(fā)電風(fēng)箏(圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò))

據(jù)報(bào)道水下發(fā)電風(fēng)箏是一種帶翅膀的渦輪機(jī),渦輪機(jī)采用帶導(dǎo)管的轉(zhuǎn)輪,功率500千瓦,風(fēng)箏翅膀長(zhǎng)為12米,放在水面下20米處,用一根約1000米長(zhǎng)的纜繩拴到海底,纜繩包含電纜,通過(guò)海底電網(wǎng)向陸地送電。

水下發(fā)電風(fēng)箏通過(guò)對(duì)翅膀的控制,使風(fēng)箏左右擺動(dòng)飛行,猶如我們看到的風(fēng)箏在空中畫8字飛一樣。使渦輪機(jī)得到10倍洋流的水速,高速旋轉(zhuǎn)的渦輪可直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī),并獲得更大的功率,發(fā)電風(fēng)箏的原理可參考高空風(fēng)箏風(fēng)力發(fā)電機(jī)課件。。

? ? 浮動(dòng)水車發(fā)電

浮動(dòng)水車發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)輪與傳統(tǒng)水車很相似,是利用轉(zhuǎn)輪葉片對(duì)水的阻力推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn),是一個(gè)浮動(dòng)的大水車。圖4是水車的浮筒部分,由兩個(gè)浮筒組成,通過(guò)連板固定連接。

浮動(dòng)水車浮筒體

圖4--浮動(dòng)水車浮筒體

在浮筒中部安裝轉(zhuǎn)輪,轉(zhuǎn)輪由弧形葉片組成,見圖5。

浮動(dòng)水車轉(zhuǎn)輪與浮筒

圖5--浮動(dòng)水車轉(zhuǎn)輪與浮筒
浮動(dòng)水車漂浮在海面上,用的纜繩拴到海底固定錨樁,纜繩包含電纜,通過(guò)海底電網(wǎng)向陸地送電。浮動(dòng)水車只有下方的葉片浸在水中,上方不受水力作用,水流推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn),見圖6。

浮動(dòng)水車原理圖

圖6--浮動(dòng)水車原理圖
圖7是浮動(dòng)水車在海面的模擬圖,為防止大風(fēng)影響轉(zhuǎn)輪的運(yùn)轉(zhuǎn),在轉(zhuǎn)輪上方加裝遮罩。

浮動(dòng)水車在海洋水面上

圖7--浮動(dòng)水車在海洋水面上

浮動(dòng)水車的體積應(yīng)該足夠大,以保證在風(fēng)浪中穩(wěn)定。

 
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