動態潮汐能

動態潮汐能

動態潮汐能DTP是最新的潮汐能發電技術。它涉及到建立大型水壩型建築物,從海岸一直延伸到海洋並在遠端建立垂直的屏障,形成一個龐大的‘T'形。

基本介紹

簡介,描述,優點,技術發展,挑戰,另請參閱,

簡介

動態潮汐能DTP是最新的潮汐能發電技術。它涉及到建立大型水壩型建築物,從海岸一直延伸到海洋並在遠端建立垂直的屏障,形成一個龐大的‘T'形。
這個T型長壩干擾與海岸平行振盪的沿大陸架海岸的潮汐波,含有強大的落差流。這個概念是1997年由荷蘭海岸工程師 Kees Hulsbergen 和 Rob Steijn 發明並獲得專利的。

描述

動態潮汐能大壩(DTP)是一種全新且尚未實踐過的潮汐發電技術。工程主體是一個至少長為30公里,垂直於海岸的大壩。在大壩深入海洋的一段還可建設橫壩,最終形成巨大的“T”型。DTP 大壩通過干擾海浪運動,從而在壩體的兩端形成水位差,並且推動壩體內的雙向渦輪機進行發電。在中國,朝鮮和英國的海岸線上,這種沿大陸架運動,而且能夠產生巨大水流的潮波十分常見。

優點

一個大壩的裝機容量能達到8000兆瓦以上,對年預估發電230億千瓦時(83PJ每年)的大壩,生產能力利用率達30%。例如,一個歐洲人平均每年消耗約6800千瓦時,因此一個DTP大壩可以為約340萬歐洲人提供能源。若正確安裝兩大壩間的距離(相隔約200公里),兩者可平衡各自的輸出量從而相互補足(一個壩完全輸出時,另一個不發電)。和傳統的潮汐壩相比較,由於不被沿海區包圍,T型動態潮汐能壩大大減少了對社會和環境的影響。動態潮汐發電不需要很高的天然潮位變幅,因此有更多的地點可供使用。其總體可用性在有適當條件的國家很高,如韓國、中國和英國(中國的總體可用性估計達8–15萬兆瓦)。

技術發展

儘管建設大壩的所有所需技術已經可以實現,DTP大壩還從未被建成過。已有多種數學和物理模型對動態潮汐能壩的‘水頭'或水位差進行了模擬。在大型工程項目中,潮汐和長壩間的互動作用已經被觀察和記錄下來,如荷蘭的三角洲工程和Afsluitdijk。眾所周知潮汐流和自然形成的半島間的相互作用,這些數據也被用於矯正潮汐的數值模型。計算附加質量的公式被套用於開發DTP的分析模型。觀測到的水位差與當前的分析數字模型緊密匹配。預測由DTP大壩產生的水位差現在可以達到有效的精確度。
所需的關鍵要素包括:
  • 低水頭高容量雙向水輪機(能夠雙向發電)。 操作運轉部件存在海水環境的應用程式,效能超過75%。
  • 大壩建設方法可以通過模組化流動沉箱(混凝土砌塊)來實現。這些沉箱會先在岸上製造好,並隨後漂浮到大壩的位置。

挑戰

一個主要的挑戰是,示範工程幾乎無法發電,即使是1公里左右長的大壩,因為發電量隨大壩長度的平方增長(水頭和體積兩者都隨大壩長度的增加多多少少呈線性增長趨勢,導致發電量以平方次增長)。預計當大壩長度達到30公里時才可實現經濟可行性。 其他關注點包括:海運航線,海洋生態,沉積物和風暴潮。

另請參閱

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