9 g2 R; K9 r, n" C; J: L9 K 如何给远海岛礁(比如南海诸岛)配置一个不占地儿的大型“移动充电宝”? / [: q7 J% Y6 \
我国的科研人员就给出了一个完美的答案,这就是我国又一个大国重器:“南鲲”号。根据相关报道,我国首台自主研发兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲”号投入试运行,这是由广东中远海运重工,为中国南方电网广东电网公司建造的。
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一直以来,全人类都在尝试使用新能源,光伏发电,风力发电以及水力发电都已经很成熟了。不过,海洋占据地球表面面积的71%,但对于海洋能源的开发却很少。海洋蕴含丰富的能量,包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能和海水盐差能等形式。 + J0 }6 c& w; H! b) ?7 l9 ]
“南鲲”号正是利用“波浪能”来进行发电。波浪能的本质其实是:太阳能。大气由于受到太阳辐射,被不均匀加热,同时由于地壳冷却及地球自转,就会产生“风”。风吹过海面,就会产生“波浪”。所以,“波浪”的大小和高低,与风吹过海面时的风力大小、持续时间以及距离海面的高度直接相关。通常来说,6-7级风力,产生“波浪”的高度大概是3-7米;如果风力达到了10级,那产生“波浪”高度可以达到15米以上。 7 b$ X2 x" u8 B; l+ ]; s
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如果可以通过装置来吸收“波浪”的动能和势能,那就可以进行发电。因此,从某种角度来看,“波浪能”是“太阳能”的某种形式的体现,也和“太阳能”一样,是一种可再生能源,还是清洁能源。
1 L4 B5 Q+ w( G5 {$ ]2 r5 k4 j 据数据显示,我国近海海域蕴藏的“波浪能”也是很丰富的,大概是:1.5亿千瓦,其中能够被我国直接开发利用的“波浪能”达到了2300~3500万千瓦。而 “波浪能”这种能源分布,其实和地域和季节有关系。我国“波浪能”的地理分布总体来说是,南部地区多,北部地区少。“波浪能”蕴含量丰富的地区是:广东省和福建省的附近海域,然后是江苏省、辽宁省、上海市和河北省的附近海域。至于季节,秋季和冬季的“波浪能”更丰富,春秋和夏季的“波浪能”少一些。因此,“波浪能”和其他清洁能源有共同的缺点:不稳定。
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我国很早就开始“波浪能”的研究工作,是全球主要的“波浪能”研究开发国家之一。在上世纪80年代起就有所布局,历经这几十年的发展,我国已经累积生产了600多台“波浪能”发电装置,并在我国近海海域累积部署了600多台,还出口到了日本等国家。
; L* a) u) [; X$ | 2000年,在广东汕尾市,广州能源研究所遮浪研建首座100千瓦岸式振荡水柱电站,并且实现了并网发电,同年,天津国家海洋局海洋技术就在青岛建设了一座100千瓦的摆式波力电站。
+ ^( m% A$ N9 s) j% A ?3 ] 只不过,一直以来,“波浪能”的电站少则几十千瓦,多则几百千瓦,容量一直不算很高。 & _8 b& h/ i; x( S
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而“南鲲”号是实现了突破,是我国首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置,容量相比过去提升了一个数量级。从外形上看,“南鲲”号采用“三边形“的设计,这样做的好处是可以尽可能地“接收”海浪,整套装置包含了半潜平台、液压系统、发电系统、控制系统以及锚泊系统。其中利用半潜平台“吸收”波浪,并通过我国自研的转换系统,把波浪的动能和势能转化为液压,再转化为电能,实现三级能量转换。 9 h1 K* G+ g6 \ l2 q |
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“南鲲”号如果满负荷运转,一天可以产生24000度电,可以满足3500户家庭一天的用电需求。这就使得“南鲲”号有很大的运用前景,尤其是在远海岛礁,可以作为“大型充电宝”,还不需要占用岛礁的土地。
. y+ G+ q7 T: q, _( r. E$ G0 e" d" Z 我国南海的诸多岛礁,其实都可以用“南鲲”号这类漂浮式波浪能发电装置来进行电力供应。一旦这些岛礁有了稳定的电力供应,就可以做很多情,比如:海水淡化和水处理,这样有利于人在岛上生存;对于南海岛礁的开发可以起到十分关键的作用。
1 D0 F8 l' x5 X1 [; a3 k 更重要的是,持续稳定的电力供给,还能为我国守护岛礁安全起到关键中庸。这是因为它可以作为能源,供应给军事设施和军事装备。
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相信在未来“南鲲”号会和“吹填造岛”的天鲸号、天鲲号等重型自航绞吸船一样,为我国南海的国土安全保驾护航。 % G$ f* T$ M# |# f* z o+ |
那么问题来了,“南鲲”号既然性能这么好,有没有可能把它安装在航母上呢? 7 q; ]; Y& K2 n
客观地说,这个不太现实。“南鲲”号平面面积超过3500平方米,重量超6000吨。航母虽然非常大,但也不可能用体积和重量这么大的“发电装置”。而“南鲲”号如果进行小型化处理,这意味着“接收”的海浪变少,功率变少。 # D* A- v5 n# t q
即便是“南鲲”号现在的功率,也远远不够航母使用。就拿尼米兹级航母来说,它的“A4W反应堆”总功率就达到了550兆千瓦,还是用了2个“A4W反应堆”总,加起来就是1100兆瓦,这比“南鲲”号现在的功率搞了3个数量级。
. P+ {/ j' `. f 更关键的是,“波浪能”并十分不稳定,航母如果使用这能“能量”来驱动,很有可能会贻误战机。#所见所得,都很科学#
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