海洋潮流能发电装置综述

介绍了国内外潮流能发电装置发展情况,从装置类型、工作原理和实际应用等方面进行了概括和综述,对比了不同类型潮流能发电装置的能量转换装置结构和载体形式的技术特点,评述了当前潮流能开发中存在的主要问题及未来的发展趋势,指出了当前国内潮流能发电装置的研究与国外仍有一定差距,缺少规模化,商业化。     

我国潮流能、波浪能研究与试验和示范工程现状分析

我国海洋可再生能源正处于快速发展时期,自2010年国家设立海洋可再生能源专项资金以来,一大批的示范工程、研究与试验项目得到大力的支持与推广,形成了一批拥有自主知识产权的技术与装备。但是作为一个全新的能源领域,在项目实施过程中难免遇到一些问题,文章对2010—2011年立项的海洋能专项项目情况进行调研分析,对研究与试验项目和示范工程进行分类总结与概括,阐述当前海洋能专项项目在实施过程中的问题和不足,并对将来海洋可再生能源专项项目的发展提出一些建议。     

舟山地区潮流能开发利用现状及对策建议

我国海疆辽阔,岛屿众多,潮流能源丰富。浙江省舟山海域是潮流能开发利用条件最为理想的地区,潜在用户与应用市场巨大。文章从资源状况、规划布局、专项成效等方面介绍舟山潮流能的发展现状,并提出促进舟山地区潮流能发展的对策建议。     

我国潮流能资源开发评述

潮流能无污染,可预测性高,环境影响小,是一种非常有发展潜力的可再生能源.近年来,潮流能开发技术发展迅速,日趋成熟.我国潮流能资源丰富,合理有效的开发潮流能资源对保障我国的能源安全意义重大.文中总结我国潮流能开发利用中存在的主要问题,提出我国潮流能开发工作的几点建议.     

舟山海域潮流能资源评估

利用MIKE 21Flow Model_FM HD模块搭建包括杭州湾在内的整个舟山海域水动力模型,利用实测资料验证模型,验证结果表明,模型计算值与实测值吻合较好。由此表明,所建模型能够正确反映舟山海域的潮流特征。然后计算2014年舟山海域的潮流场,统计出舟山海域的潮流能平均功率密度和空间分布特征。计算出10个特征断面上潮流能资源理论蕴藏量约为250万kW,对舟山海域潮流能开发利用具有一定的参考价值。     

基于非规则网格模型的全球潮流能评估

利用网格有限体积海洋模式,在非规则网格模型中考虑内潮黏性和自吸−负荷潮联合作用,建立了包括M2、S2、N2、K1、O1、Q1共6个分潮的天体引潮力驱动全球纯动力潮汐模型。在全球潮汐模型结果验证的基础上,系统计算和统计评估全球潮流能平均密度,并给出全球范围内潮流能较大区域的潮流能分布。结果显示,英吉利海峡处存在面积接近33 000 $ {{\rm{k}}{\rm{m}}}^{2} $,最大潮流能密度达到1 100 $ {\rm{W}}/{{\rm{m}}}^{2} $的大潮流能带;加拿大巴芬岛西侧海域最大潮流能密度超过了1 150 $ {\rm{W}}/{{\rm{m}}}^{2} $;阿拉斯加沿海库克湾海域最大潮流能密度达到了500 $ {\rm{W}}/{{\rm{m}}}^{2} $;俄罗斯白海入口处潮流能带面积较大,最大潮流能密度达到了500 $ {\rm{W}}/{{\rm{m}}}^{2} $;澳大利亚沿海潮流能带面积不大,但数量众多,潮流能密度普遍超过了100 $ {\rm{W}}/{{\rm{m}}}^{2} $;中国近海在长江口杭州湾海域以及台北以北海域潮流能密度达到了100 $ {\rm{W}}/{{\rm{m}}}^{2} $。     

渤海海峡潮流能高分辨率数值估算

利用非结构化网格有限体积方法的海洋模式FVCOM建立了一个高分辨率的渤海潮汐潮流模型,通过与历史结果和实测资料的对比证明了模型的可靠性,然后描述了渤海海峡的潮波运动状况,以模型垂向平均流速为基础对渤海海峡的潮流能进行了估算。结果表明,渤海海峡的潮流以往复流为主;最大可能流速的最大值出现在老铁山西角,为3.3m/s;对于平均能流密度大于100W/m2的海区,老铁山角附近达515.9km2,比登州水道大一个量级,而登州水道比其余诸水道均大一个量级。     

老铁山水道潮流能初步估算

采用ECOMSED海洋数值模型较好地模拟了渤海的潮流运动状况,估算了老铁山水道的潮流能的理论蕴藏量,并采用FLUX方法对该水道的技术可开发量进行了评估.结果表明,老铁山水道北侧近岸海域最大可能流速约2.5 m/s,平均功率密度超过500W/m2,大潮平均最大功率密度为3 700w/m2,小潮平均最大功率密度为1400w...     

考虑发电机尾流作用的潮流能理论可开发量的评估

In this study, we construct one 2–dimensional tidal simulation, using an unstructured Finite Volume Coastal Ocean Model(FVCOM). In the 2–D model, we simulated the tidal turbines through adding additional bottom drag in the element where the tidal turbines reside. The additional bottom drag was calculated from the relationship of the bottom friction dissipation and the rated rotor efficiency of the tidal energy turbine. This study analyzed the effect of the tidal energy turbine to the hydrodynamic environment, and calculated the amount of the extractable tidal energy resource at the Guishan Hangmen Channel, considering the rotor wake effect.     

山东半岛近海潮汐及潮汐、潮流能的数值评估

山东半岛电力结构单一,但地理优势显著,因此发展海洋能产业对于半岛能源结构的优化及缓解能源供应不足具有十分重要的意义。本文运用数值模拟手段模拟了渤、黄海的潮流场并进行了模拟结果的验证;对潮汐和潮流进行调和分析并计算了平均潮差、大潮平均最大流速;使用近似公式计算了山东半岛近海海域的潮汐能和潮流能并进行了分级。研究表明,理论装机容量为800kW/km2的区域分布在山东半岛靖海湾以南,属于中等势能区;理论最大功率密度为0.50kW/m2的区域分布在山东半岛数个岬角、海湾处,属于中等动能区。本文通过对山东半岛海洋能的初步评估,为未来海洋能的开发提供理论支持。     

成山头外潮流能初步估算

应用短期潮流调和分析方法,对成山头外一定点连续观测站的潮流数据进行分析,计算了O1,K1,M2,S2,M4,MS4 6个主要分潮潮流调和常数及椭圆要素,分析了成山头外海区潮流的变化特征,通过潮流预报计算了该海域的潮流功率密度。结果表明:基于调和分析的潮流预报流速与实测流速吻合良好;成山头外海域表层、中层、底层的潮流平均功率密度分别为327 W/m2,219 W/m2,115 W/m2,垂向平均的平均功率密度为225 W/m2,该海域的潮流能理论蕴藏量为1.77×107 W。     

灌门水道潮流能资源评估及开发条件初步分析

浙江舟山海域是我国沿海潮流能试验研究和开发利用的热点区域,灌门水道即舟山海域著名的强潮流通道。首先,通过建立平面二维潮流数学模型,分析研究了灌门水道的潮流能资源分布特征,估算了其潮流能资源蕴藏量和技术可开发利用量。其次,分析了在灌门水道开展潮流能开发利用所需要面临的各种限制因素,对潮流能发电示范项目的开发条件进行了初步分析评估。研究成果显示,灌门水道内的最大流速普遍超过3 m/s,平均能流密度普遍超过3 k W/m2,可作为在本区域开展潮流能开发利用选址规划的重要依据。     

潮流能水轮机设计载荷工况研究

随着技术的不断发展,潮流能开发利用国际和国内分别进入了准商业化和示范工程阶段,但潮流能利用方面相关标准研究仍处于起步阶段,潮流能发电装置的相关设计标准的缺失,严重制约了潮流能发电装置的产业化进程。以500 k W海洋能独立电力系统示范工程项目潮流能水轮机的设计经验为基础,开展潮流能水轮机设计载荷工况研究,从外部环境条件、发电机组运行状态、载荷设计工况等几方面进行了分析研究,为今后水轮机设计标准的制定奠定了基础。     

海洋潮流能涡轮水轮机保护系统的研究

潮流能是一种清洁无污染、蕴藏量丰富的可再生新能源,大力开发利用潮流能对保护自然环境、促进节能减排工作等方面具有极大的现实推进意义。在实际开发过程中,海洋垃圾经常会导致故障甚至毁灭性的破坏。文中介绍了一种基于实际机组运行效果的防护网装置及其使用效果,该装置可有效防止海洋垃圾对潮流能设备的影响。     

潮流能装置年发电量估算方法研究

基于潮流能装置发电特性,通过分析在装置运行过程中由短期现场监测获得的潮流数据和电功率输出数据,实现对装置全年发电量的估算,并结合实测数据对分析方法进行了说明。本方法得到的估算结果,可作为装置运行效果的客观评判依据。此方法对波浪能装置年发电量的估算同样适用。     

山东省周边海域潮流能资源评估

采用基于三角形可变分辨率网格系统的三维海洋模型,模拟得到2012—2013年山东周边海域的潮汐潮流。对该海域潮流能进行模拟研究,结果表明:通过检验发现SELFE对山东周边海域的潮汐潮流具有较强的模拟能力。平均流速、最大流速、最大可能流速与能流密度分布一致,较大的区域都发生在渤海海峡和成山头海域,年平均能流密度分别达到600 W/m2和500 W/m2;选取了13个能流密度较大的重点断面,对山东省潮流能资源进行评估,山东省潮流能蕴藏量总量为1 202.9 MW,资源较为丰富。其中,渤海海峡诸水道潮流能蕴藏量为914.2MW,占山东省潮流能总资源储量的76%;成山角断面潮流能蕴藏量为190.3 MW,占山东省潮流能总资源储量的16%。综合以上计算结果及环境因素,文章推荐开发潮流能的海域为渤海海峡诸水道(尤其是北隍城北侧水道)和成山角海域。潮流能的开发利用对于解决能源短缺、改善全球生态环境和维持可持续发展具有重要意义,能够为我国维护海洋权益、迈向深蓝提供科学依据。     

山东近海潮流能电场建设环境影响分析

文章介绍了国内外潮流能的开发现状,分析了山东省近海潮流能资源概况,结合山东省沿海区域的功能分区情况,论述近海潮流场建设可能对周边敏感目标造成的环境影响,提出了近海潮流场的建设应因地制宜, 以达到合理有序开发潮流能资源的目的。     

潮流能发电装置现状分析

潮流能是海洋新能源中相对稳定且可提前预报的一类,较传统的拦坝式潮汐能开发具有环境影响小、开发规模灵活等优点,其大力发展可为海岛经济发展和海洋观测设备提供能源。文章对潮流能发电技术的研究现状进行了总结分析,详细介绍了水平轴、垂直轴和其他形式潮流能发电装置的构造以及国际上主流装置的设计参数和试验示范情况,重点对比分析了不同类型潮流能发电装置的特点和技术参数,简要总结了我国潮流能示范电站安装运行情况,并对其装置类型、导流罩作用以及布放形式等内容进行了讨论,可为我国潮流能资源的开发利用和潮流能装置测试区建设提供科学参考和设计依据。     

实施潮汐能、波浪能战略环境影响评价框架设计研究

文章在国内外相关研究的基础上,结合一般战略环境影响评价工作程序和我国的行政管理流程,设计了潮汐能、波浪能开发利用战略环境影响评价的基本框架,该框架分为战略调研、环境影响评价、撰写SEA报告、公众参与4个阶段,可为今后我国海洋可再生能源开发利用战略环境影响评价工作提供科学参考和技术支持。