将风力涡轮机放入水中,就变成了潮汐涡轮机——它们坐在海底,利用随潮汐进出的水中的能量。
就像风、水、光一样,潮汐能只是坐在那里等待我们开发、使用。
在讲解之前,我们先简单复习一下高中知识,潮汐原理是海水在天体(主要是月球和太阳)的引潮力作用下产生周期性运动:月球的重力作用在地球上,由于水比固体地面更容易移动,于是水开始向月球凸出。
另一方面,地球自身重力的差异也会导致相反的隆起。
当地球与月球和太阳对齐时,太阳的引力使凸起更加强烈。
因此,地球通过凸起旋转,无论你在世界上的哪个地方,你要么进入凸起,要么离开凸起,在我们看来,这就像是“潮来潮去”,也就是潮汐原理。
简单而言,潮汐能就像是把风力发电机换个地方,流动的水可以使涡轮旋转,为齿轮箱和发电机提供动力,将机械能转化为电能。
值得一提的是,水的密度是空气的800倍以上,这也意味着潮汐涡轮机需要更坚固,但它们可以被设计得更小、更慢,并且其单独产生的功率仍然大于风力涡轮机。
潮汐能在某一方面的优势是远超风电和光电的——可预测性。
要知道,风开始和停止时总是随意的,太阳也不是每天都出来,因此这两种可再生能源很难融入电网。
也就是说,潮汐能与风电相比,功率更大;与光/风电相比,更加稳定,可接入电网。
潮汐能一般有两种发电方式,一种是利用潮差发电,另一种则叫做潮汐流。
潮差是利用高潮和低潮之间的差异来发电,也就是重力势能,该差异一般可以达到12米,这种发电站一般坐落于海水与陆地交汇的地区,通过水坝来实现发电。
潮汐流则是一种更加先进的发电技术,它显然有着更大的前景,因为它的设备只依赖于潮汐引起的水下水流,这种设备的形状和设计也是大相径庭。
最常见的长相是类似风力涡轮机一样,可以在水下集中安装。
——今年,苏格兰北部的几个研究区就凭此为英国电网提供了创纪录的清洁能源,一年为12000多户家庭供电。
还有一种长得像水下风筝,它以八字形飞行,就像风掀起风筝,水流使风筝加速,从而产生更多的能量。
然后是浮式水轮机,其中性能最强大的是最近在苏格兰推出的,单个涡轮机容量为2兆瓦。
它们被拴在海底,但涡轮机仍然靠近水面,这意味着更经济的海底作业方式,而且它们可以四处移动。
潮汐能的潜力是巨大的,尤其是在双碳背景下,那么为什么它还没大规模进入市场呢?我国潮汐能进展如何呢?关注我,下期为观众老爷们解答~