日本测试寻新可再生能源 深海洋流效益可直逼燃煤!

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【加拿大都市网】可再生能源的潜力并不是平均分布的。例如,日本的太阳能潜力不大,而风力潜力远不及西欧或美国。它的电力消耗目前在世界排名第五,而且在福岛事件后,增加核电在政治上是很困难的,这意味着如果它希望保持能源独立,它的“零排放竞赛”将比大多数国家需要更多创新。

日本拥有大量的海岸线和对世界第六大领海的控制权,这使得基于海洋的替代能源想法特别有吸引力。

潮汐发电机?像目前在苏格兰Orkney islands向电网输出电力的2兆瓦轨道O2,可能提供可靠的基础负荷发电,但日本看到有如此多的航运交通通过具有适当潮汐潜力的地区,这个想法不太可能成功。

因此,日本公司IHI和新能源和工业技术开发组织(NEDO)一直在试验另一种可靠的能源,如果开发的话,有可能提供非常可靠的能源——洋流(Ocean currents)

与精心选择的潮汐流位置相比,海流通常能提供较慢的可利用流量。例如,O2可以在每秒2.5-4.5米的水速下提供其额定功率输出。另一方面,黑潮洋流(Kuroshio ocean current)的流速更像是每秒1-2米。但它是巨大的,在某些地方可达100公里(62英里)宽,而且据估计,在其最强的地方,即日本东南海岸,每秒可移动6500万立方米的水,令人震惊。

因此,有可能将大量的洋流涡轮机连接起来,共享输电线路,并从IHI估计的约205千兆瓦的能源中抽出一部分。自2011年以来,IHINEDO一直在研究,自2017年以来,这两家公司已经有一个小规模的100千瓦的潮汐发电机在测试中。

这个名为Kairyu的演示发电机,被固定在海底,与轨道O2非常相似。但是,当O2在海面下几米处利用洋流,并随着潮汐转换方向时,Kairyu在海浪下大约50米保持稳定。IHI说,这不是收集洋流能量的最有效的地方,更接近水面的地方会更好,但该地区经历的台风条件可能导致波浪超过20米高,因此将它们保持在水下深处主要是出于安全考虑。

Kairyu的三个圆柱形浮筒中的每一个都有大约20米长,整个浮筒也有差不多的阔度。外侧的两个浮筒采用可变螺距的双叶涡轮转子,直径为11米,设置为逆向旋转以平衡扭矩力(torque force)。每个转子都旋转着一个50千瓦的发电机。

水压传感器让机器了解其深度,它能够通过浮力调整系统自主管理其位置。同样,电流速度传感器告知Kairyu关于叶片间距的决定,该决定被管理以获得最大效率,其他位置传感器允许它使用浮筒后端的姿态控制装置控制其俯仰、偏航和滚动角度。在需要维修时,Kairyu只需提高其浮力并漂浮到水面,就可以在那里进行工作。因此,它不需要像Orbital O2那样的铰接臂。

随着Kairyu在大约3.5年的时间内成功测试,IHI说它希望将这个东西扩大到2兆瓦,叶片大约40米长,以实现全面规模的生产版本,并可以进行大量部署。目标是2030年,根据彭博社的报道,IHI预计海洋目前的能源价格将接近于日本太阳能价格的竞争力。事实上,它可能是一个强有力的解决方案,该公司说,随着它的发展,作为偏远岛屿的低成本能源。

关键是,而且永远是——钱。如果这个东西能在经济上大规模运作,它可以提供一种特别可靠的绿色能源,为日本的去碳化努力做出巨大贡献。在日本,太阳能通常以15%的容量系数运行,也就是说,在一年的时间,它的发电量往往是在条件总是完美的情况下的15%,而陆上风力发电的容量系数约为29%,洋流能源以70%的容量系数运行,这几乎达到了燃煤电厂的80%

更重要的是,气候变化研究预测,随着地球变暖,黑潮将变得更加强大,可能会在未来几十年提高这些设备的产量。

无论如何,潜力是巨大的,这个项目代表了人类试图从大自然中提取能量的另一种巧妙的方式,并将不利后果降到最低。

图片: IHI

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