水平軸與豎直軸潮流能發(fā)電裝置的異同

1、水平軸與豎直軸潮流能發(fā)電裝置的異同1、 水平軸潮流能發(fā)電裝置1、 定義：旋轉(zhuǎn)軸與水流方向平行,利用水流推動葉輪、旋轉(zhuǎn)槳葉來實現(xiàn)發(fā)電的發(fā)電裝置 2、結(jié)構(gòu)：水輪機(jī)、載體和發(fā)電機(jī) 3、分類：（1）按照水輪機(jī)分類：風(fēng)車式、空心貫流式、導(dǎo)流罩式l 風(fēng)車式潮流能水輪機(jī)水下風(fēng)車風(fēng)車式潮流能水輪機(jī)是目前技術(shù)比較成熟、發(fā)展最快的機(jī)型。風(fēng)車式潮流能水輪機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)都與現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)類似,其水輪機(jī)翼型葉片可以是固定的,也可以是可調(diào)的。風(fēng)車式潮流能水輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,穩(wěn)定性較好,獲能系數(shù)較高。目前,風(fēng)車式潮流能水輪機(jī)已為許多公司所推崇采用, 其主要代表公司有英國洋流水輪機(jī)公司（Marine Current Turbin

2、es）、英國SMD公司、美國綠色能源（Verdant Power）公司和福伊特水電潮汐（Voith Hydro Tidal）公司等。l 空心貫流式潮流能水輪機(jī)空心貫流式潮流能水輪機(jī)的代表公司是愛爾蘭Open Hydro公司和加拿大Cleaner Current Power公司。l 導(dǎo)流罩式水平軸潮流能水輪機(jī)這種水輪機(jī)是在水平軸水輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉輪外面增加一個導(dǎo)流罩。（提問：導(dǎo)流罩的作用？）導(dǎo)流罩具有導(dǎo)流、聚能的作用,可以使通過水輪機(jī)的水流能量更加集中,獲能效果更高。目前采用導(dǎo)流罩式潮流能水輪機(jī)技術(shù)的主要公司有英國月能（Lunar Energy）公司、美國水下風(fēng)箏（Underwater Electri

3、c Kite）公司和新加坡（Atlantis Resourses）公司等。 （2）按照載體分類：漂浮式、坐底式和樁柱式（在豎直軸部分再作介紹） 4、特點(diǎn)：（1）需要不停地改變?nèi)~片方向以保持水流方向與轉(zhuǎn)軸方向一致 （2）水平軸水輪機(jī)式潮流能發(fā)電裝置技術(shù)發(fā)展最為成熟，已有兆瓦級項目。（3） 現(xiàn)有的在建、已建項目和概念設(shè)計項目統(tǒng)計中，水平軸式裝置仍是主導(dǎo)（占50%，豎直軸占23%，其余占27%）。（4） 目前的大型機(jī)組多采用水平軸式裝置。2、 豎直軸潮流能發(fā)電裝置1、定義：旋轉(zhuǎn)軸與水流方向豎直,利用水流推動葉輪、旋轉(zhuǎn)槳葉來實現(xiàn)發(fā)電的發(fā)電裝置 2、結(jié)構(gòu)：水輪機(jī)、載體和發(fā)電機(jī) 3、分類：（1）按照水輪機(jī)

4、分類：直葉片式、螺旋葉片式、導(dǎo)流罩式（沒有相關(guān)資料） （2）按照載體分類：漂浮式、坐底式和樁柱式l 漂浮式潮流能發(fā)電裝置基本組成包括豎軸水輪機(jī)、載體、發(fā)電機(jī)、錨泊系統(tǒng)。 載體設(shè)計成躉船、雙體船、箱形結(jié)構(gòu)或其他形式浮體。世界 上 第 一 個 漂 浮 式 潮 流能 實 驗 裝 置“萬 向 I”號70k W 漂浮式潮流能電站由哈爾濱工程大學(xué)于 2002 年 1 月建造完成，安裝于浙江省岱山縣龜山水道，見圖 l 坐底式潮流能發(fā)電裝置基本組成包括基座、 支撐結(jié)構(gòu)、豎軸水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。 支撐結(jié)構(gòu)與基座連成一體，坐于海床上，水輪機(jī)安裝在支撐結(jié)構(gòu)上，在潮流的作用下運(yùn)行帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。典型的基于豎軸水輪機(jī)的坐底

5、式潮流能發(fā)電裝置是加拿大藍(lán)能（Blue Energy）公司開發(fā)的雙轉(zhuǎn)子2250k W 坐底式潮流能發(fā)電裝置。該發(fā)電裝置的豎軸水輪機(jī)葉片呈圓周分布，與轉(zhuǎn)軸平行，水輪機(jī)通過齒輪增速箱與上部發(fā)電機(jī)相連。l 樁柱式潮流能發(fā)電裝置基本組成包括支撐樁柱、豎軸水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，支撐樁柱需要打入海底固定。目前， 樁柱式潮流能發(fā)電裝置主要基于水平軸水輪機(jī)，基于豎軸水輪機(jī)的應(yīng)用還比較少， 典型的有韓國于 2007 年在 Uldolmok 水道完成的 1MW 的潮流能電站， 該電站采用網(wǎng)狀塔架結(jié)構(gòu)支撐，三葉豎軸螺旋形固定葉片水輪機(jī)。l 總結(jié)：潮流能發(fā)電裝置的布放形式選取也是其開發(fā)利用的一項重要技術(shù)環(huán)節(jié)，決定了潮流能發(fā)

6、電裝置的安裝 置，潮流能資源豐富區(qū)域多位于海峽、水道、灣口等航運(yùn)十分頻繁區(qū)域，雖然漂浮式布放的安裝結(jié)構(gòu)和維護(hù)更為簡單，技術(shù)也相對更成熟。但卻與通航等重要海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生沖突，因此從長遠(yuǎn)的角度說，坐底式布放將更具潛力。4、 特點(diǎn)：（1）豎直軸式裝置不必改變方向以適應(yīng)水流方向，因此裝置結(jié)構(gòu)較水平軸式更為簡單，結(jié)構(gòu)也更加穩(wěn)定 （2）豎直軸可變偏角直葉水輪機(jī)可以根據(jù)設(shè)計要求實現(xiàn)低速或高速運(yùn)行，模型試驗已證實其具有自啟動能力和較高的能量利用系數(shù)，是潮流電站水輪機(jī)的優(yōu)選機(jī)型（3） 豎軸水輪機(jī)式潮流能發(fā)電裝置具有適應(yīng)流向性強(qiáng)，適合大規(guī)模陣列布置等特點(diǎn)，具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢。近年來受到許多國家的重視 ，目前處于理論研究和實驗示范的快速發(fā)展階段。（4） 豎直軸式裝置目前技術(shù)尚未成熟，應(yīng)用在小型機(jī)上的情況比較多。3、 相同點(diǎn)1、 兩種裝置均是將潮流的動能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置；2、兩種裝置的基本結(jié)構(gòu)相差不大（水輪機(jī)、載體和發(fā)電機(jī)）；3、兩種裝置的水輪機(jī)均可選擇使用導(dǎo)流罩來實現(xiàn)導(dǎo)流、聚流的目的；4、兩種裝置的搭載方式?jīng)]有太大差別。5、兩種裝置仍處在實驗示范階段，離規(guī)模化、商業(yè)化還有很大一段距離4、 不同點(diǎn)