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振荡水柱:一种成熟的海洋能装置

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:振荡水柱是最为常见而且最为成熟的WEC装置之一[79]。关于振荡水柱的概念性研究始于20世纪70年代。到目前为止,许多国家或地区都建造了一些振荡水柱发电站,比如苏格兰的Osprey号、日本的Mighty Whale号等。在典型的OWC应用中,峰值压力在1.1~1.3bar范围内变化。OWC的最大缺点是需要较大的基础结构,气室高度为10~20m,而且其截面积则在100~400m2之间变化。OWC最重要的优势是使用的运动机械部件不与海水直接接触。

振荡水柱:一种成熟的海洋能装置

振荡水柱(OWC)是最为常见而且最为成熟的WEC装置之一[79]。关于振荡水柱的概念性研究始于20世纪70年代。到目前为止,许多国家或地区都建造了一些振荡水柱发电站,比如苏格兰的Osprey号、日本的Mighty Whale号等。

入射波浪进入放于气室底部的水柱中,该波浪通过位于装置前端的浸没式入水口对水柱产生作用[80]

随着水位的上升,位于气室上部的空气压力随之增大。换句话说,海水的振荡运动造成了气室内的气压差。涡轮机位于通道内,该通道将气室与外面相连。当波浪水位和空气压力下降时,轴向气流反向流动[81]。为了实现与空气方向的同向旋转,应对涡轮机进行特别设计,因为气流方向是双向的。威尔斯涡轮机是规格最全的OWC应用涡轮机。根据直径大小的不同(2~3.5m),这些涡轮机的功率范围通常是500kW~1MW。当与飞轮一起使用时,可以储存适量的动能以平滑功率波动。(www.xing528.com)

在典型的OWC应用中,峰值压力在1.1~1.3bar范围内变化。使用减压阀节流阀,可以控制空气压力和流速,并限制其不超过临界值

OWC的最大缺点是需要较大的基础结构,气室高度为10~20m,而且其截面积则在100~400m2之间变化。因此,单套装置的成本很高,将几套装置集成在一个防波堤结构之内可能会增加发电站的整体成本。OWC最重要的优势是使用的运动机械部件(也就是涡轮机和发电机)不与海水直接接触。两个在用的大型OWC分别为葡萄牙(1999年)的Pico发电站和英国(2000年)的Limpet发电站。其他的OWC建于日本、澳大利亚、印度与挪威等国[80,82-85]

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