登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
海上电站多能平台即海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能海上电站多种能源平台;近年来,随着对可再生能源发电技术的深入探索,根据可再生能源的特点而得出多能互补+储能的可再生能源利用成为值得关注的方向。
1、我国海上风电现状及其局限性
当前,海洋以其宽广辽阔的体量以及可再生能源的丰富当之无愧成为可再生能源投资热点。目前海上的可再生能源开发主要形式为海上风电,据资料统计,截至2018年底我国海上风电累计装机445万千瓦,在建647万千瓦,无疑我国将拥有世界上最大的海上风电装机量。但海上风电也存在一些局限性,海上风电由风能直接转换为机械能发出电力,并不符合传统的被科学验证的由流体推动透平带动发电机发出电力的较佳能量转化方式。其次,可再生能源均具有单位面积能量小、能量断续不稳定的特点。近年来,随着对可再生能源发电技术的深入探索,根据可再生能源的特点而得出多能互补+储能的可再生能源利用成为值得关注的方向。
2、海上电站多能平台结构特点
海上电站多能平台即海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能海上电站多种能源平台,其原理是海浪能部分采用浮筒-气缸结构,利用海水的浮力及海浪波动将环境空气压缩进入集气管;风能部分采用垂直轴风轮-空压机(机头)结构,利用自然风能将环境空气压缩进入集气管;槽式太阳能集热管系统将太阳能热量收集通过换热器将透平前压缩空气加热升温进一步增加压缩空气能量,提高透平效率,同时提高透平尾气温度,便于尾气再利用(图1海上电站多能平台工作原理及产品)。
图1 海上电站多能平台工作原理及产品
海上电站结构为由框架及三层平台构成的海上构筑物,每个浮筒的4个侧面被框架所限制并留有适当间隙使浮筒仅能做上下垂直运动且不被卡死,多个框架相连构成整个海上电站,第一层平台即浮筒气缸平台,是海浪能转换为压缩空气能拾能装置浮筒-气缸结构的载体;第二层平台即风力机平台,上面布置垂直轴风轮-空压机结构,第二层平台中央位置靠近岸线位置布置厂房建筑,厂房建筑是电站的唯一封闭建筑,室内布置换热器、透平、发电机、控制监测系统、电气设备及尾气利用设备等;第三层平台即厂房建筑屋顶,是槽式太阳能集热管系统布置平台。同时,在第一、二层平台遍布集气管将海浪能、风能的压缩空气收集并储存,由于集气管长度较长容积较大兼具压缩空气存储、输送作用。通过集气管的储能作用当海浪能、风能、太阳能能量波动变化时,输入透平压缩空气压力流量仍可保持一定时间的电力稳定输出。由于海浪能是24小时全天候能量,即使在无风能、无太阳能同时,海上电站仍可保持基础的电力输出。海上电站为保持压缩空气温度所有管道均采取保温措施。
海上电站采用两套太阳能集热管系统及熔盐储热技术,白天利用一套太阳能系统加热透平前压缩空气,夜晚转换为熔盐存储热能,使进入透平的压缩空气温度全天始终保持在约200-300℃之间,提高了透平效率。透平尾气仍具有较高热值,约80-150℃之间,通过曲管海水换热器与海水换热,海水蒸发以蒸馏水回收的方式制取淡水,海水含盐量为35g/kg,换热器底部将析出海盐。通过曲管换热器中海水量(液面高度)的调整,可以在换热器气流出口得到需要的气流温度,将气流引入房间即可获得空调制冷与制热的效果。蒸馏淡水除生活饮用等外,一部分引入电解槽,利用海上电站自身电力电解水,可在阴极得到氢气,阳极得到氧气,海上电站产品为清洁电力、制冷、制热、淡化海水、海盐、氢气、氧气。以6000kw海上电站为例估算海上电站参数及产品产量(如表一所示)。
3、海上电站多能平台较海上风电更具优势
海上电站多能平台与海上风电尽管都建在海上,但从其建设地点、结构原理、用能方式、电力质量、后期维护、产品种类、海岛供电及无人海岛开发等诸多方面却大相径庭。
3.1海上电站近岸浅海建设能量集中
海上电站建设地点为岸线近海,包括大陆岸线及海岛岸线近海,海上电站建设地点以海深超过最低潮位1-2m即可,即在最低潮时不露出海底仍有正常海浪起伏,例如浙江舟山沈家门2021年2月19日潮汐情况(表二)。实际建设中潮汐要以全年最大潮汐潮位为依据,按此推算,海上电站建设海深按平潮最大不超过8m,较海上风电场建设海深5-50m比较海深较浅。按建设地点海况海上电站距离陆地最远距离不超过1公里,这样海上电站可建设桥梁与陆地相连,便于海上施工及电力线缆、氢气管线敷设,较海上风电施工成本大幅降低;同时,海上电站在占海面积海面利用海浪能、海面垂直面利用风能(垂直轴风轮梯级布置)及海面上平面利用太阳能,构成三能较好利用的整体。海上风电提高功率的唯一途径就是增大叶片直径从而增大扫风面积,而海上电站增大占海面积就意味着三能同时增加,而且海浪能是24小时能源,与单一的风能比较优势明显。
3.2海上电站海上施工结构特点更具优势
海上电站为大量与海底固定连接的框架桩柱组成的框架群支撑的海上平台结构及设备安装,主要施工作业为钢筋混凝土预制桩柱的海底固定,由于桩柱数量众多,面积较大,单个桩柱载荷较小,所以不需要桩柱进入海底较深,可考虑采用钻桩技术等方式,这样也节约了建设时间提高了效率。第一层平台上安装浮筒-气缸及集气管、第二层平台垂直轴风轮-空压机及集气管、厂房建筑内安装透平及发电机控制设备及尾气利用设备、第三层太阳能部分安装均在海面以上较为简单。海上风电目前采用群桩基础,风机主机及塔筒等重量均超过百吨以上,需要桩基嵌入海底深度较大,海上施工有一定难度,同时需要大型海上船舶作业施工设备。
3.3海上电站用能方式、电力质量及可在生能源利用效率远远优于海上风电
海上电站采用海浪能、风能、太阳能多能互补的方式,转换为压缩空气作为做功介质,并实现储能,通过控制压缩空气的流量,可非常灵活的控制透平输出功率,这点与火电及水利发电相同,电力出力响应迅速灵活,完全克服了风力发电等断续电源对电网的冲击及不安全影响。在白天及夜晚负载发生变化时,海上电站可随时在电力及制氢之间转换,其捕获的可再生能源能量丝毫没有浪费,可再生能源利用效率大大提高。同时,海浪跟踪气缸对海浪高度的利用范围大大增加,垂直轴风轮对风速的利用范围较大,即风速越大转速越快,压缩空气量越大;海上风电在遇到风速过大时,为保持恒定转速,采用偏浆或刹车措施,部分风能没有得到利用。自然风力的时断时续造成输出断续电力,与海上电站比较,其用能单一且风能利用范围较窄,输出电力不稳定几率较大,同时单一电力输出使可再生能源的利用效率降低。
3.4海上电站后期维护优势明显
机械设备在其生命周期内,维护保养必不可少。海上电站由于有桥梁与陆地相连,更换备品备件较简单容易。相比海上风电,陆地风电的维护就较困难,海上风电的维护难度可想而知,海上风电主机存在较多的齿轮变速箱结构及电气设备,简单的润滑油定期更换对于海上风电来说就不是件容易的事情,如果更换其他较重部件,将更为困难,在未来的海上风电使用寿命20-30年内,海上风电开发企业必付出高昂的维护成本。
3.5海上电站产品种类及经济效益
海上电站产品有清洁电力、制冷、制热、海水淡化、海盐、氢气、氧气。产品种类是海上风电单一电力产品无法比拟的,自然经济效益远远优于海上风电。
3.6海上电站是未来海岛供电的最佳方式及可带动无人海岛开发
我国面积较小居民较少的距离陆地较远的海岛往往采用柴油发电机+风力发电+光伏方式,例如三沙市永兴岛,海岛本身面积有限,如果覆盖过多光伏板,海岛植被将受到影响,并占据宝贵的海岛土地面积。海上电站多能平台在岸线近海建设,不占用陆地面积,且其产品种类较多,淡水、氢能、冷、热均是海岛必须的生产、生活物资,同时氧气对于渔民的渔业也有巨大的帮助。
我国海岛数量众多,其中我国东海海域海岛约4600多个,约占全国海岛数量的66%,且其大部分距离大陆在30公里以内,利用无人海岛岸线浅海建设海上电站,电力、绿氢通过海底电缆、管线输送至大陆,可为长三角、珠三角城市群及其之间城市大规模供给廉价清洁电力及氢能。为我国的能源安全提供保障,海上电站也是我国边防海岛供电、供能的较佳方式,并有助于我国无人海岛资源的开发利用。
综上所述,海上电站多能平台与海上风电比较主要优势(如表三)
4海上电站多能平台具有可操作性
海上电站多能平台从构想到实现的过程中,除政府部门各种批文外,海上电站多能平台以目前我国的海洋工程水平是较为简单的海上施工项目,其所涉及到的主要设备中,海浪能部分跟踪潮汐及浪高变化的组合气缸需要研发,基本思路之一为:组合气缸由工作(压缩)气缸、伸缩气缸、锁紧气缸三部分组成,原理为利用海浪自身压缩空气压力使锁紧气缸柱销锁住跟踪气缸,在压缩时刻使工作气缸缸筒保持与上固定点的高度固定不变实现工作气缸活塞推至气缸顶端将压缩空气压缩并排出;风能部分垂直轴风力机空压机是常见设备;槽式太阳能集热系统主要设备加热管及熔盐储热国内厂家较多,例如北京天瑞星、天津百吉瑞公司等。勘探设计院所有中交集团系统设计院、华东院、上海院等。海上电站多能平台是崭新的项目,从勘探、设计、施工、安装到后期维护运营,在实际建设中可能会遇到这样那样的问题,但以现在的技术水平相信均可实现,海上电站多能平台的小功率实验电站建设尤为关键。
5结束语
据报道,近期中海油集团成立了海油发展清洁能源公司,公司由原海油发展管道公司、新能源技术项目组整合而成,未来将致力于开发海上风电绿色制氢等方面研究与业务,中海油公司在海上平台、海底管线方面具有多年丰富的经验,这将有助于海上风电从单一的电力输出转变为电、氢双项输出,从而克服海上风电电力断续的缺陷。估计海上风电制氢绕不开建设海上平台,通过电力将海水淡化,电解水制氢的路线,虽然有可能应用更为先进的制氢技术,但海上平台的建设成本及海上风电制氢的运营成本均需谨慎考量。
近年来我国海上风电处在历史上的跃进发展时期,在现有海上风电的基础上,沿海省份更是在未来的能源发展“十四五”规划中将海上风电列入重点发展方向,各大电力央企为获得国家财政补贴政策多年来竞相圈海开发海上风电项目。在大力发展海上风电的同时,我们该清醒的认识到海上风电只是自然能源利用方式的一种,其能量有限,加之海洋环境的恶劣,特别是远海建设,为电力输送、后期维护等诸多方面带来困难;海上风电的设计未见得具备可再生能源多能互补+储能的可再生能源利用最佳形式,投入巨资在单一能源上,这显然不是一种较佳的可再生能源利用方向,这种单一的海上风能开发利用方式无疑存在着风险与不确定性,海上电站多能平台同样是值得探索的方向。
注:以上仅代表个人观点,数据仅供参考,由于水平有限,一定存在错误之处,欢迎业内人士探讨
作者简介:邢志光(1967-男),大专学历,工作单位:唐山钢铁集团有限责任公司,研究方向为一种海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能海上电站。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
投资是拉动经济增长的“三驾马车”之一。今年以来,一大批清洁能源工程项目建设有力推进,为端牢能源饭碗、加快绿色转型提供坚实支撑,也为有效需求提供供给,支撑经济持续回升向好。国家统计局数据显示,今年一季度,全国固定资产投资(不含农户)100042亿元,同比增长4.5%,比上年全年加快1.5个百分
农历正月十五刚过,春寒料峭,沿着福建漳州古雷开发区霞美镇海岸线驱车,堤岸一侧是由方形塘池组成的海产养殖基地,一侧是成片的滩涂,绵延10多公里海岸线。漳州霞美镇牡蛎养殖历史悠久,是全国牡蛎产业集散中心,村里的养殖户正忙着清点收成。而另一侧,沉寂多年的滩涂也将迎来新的变化。2023年11月,
4月10日,四川“十五五”构建水风光氢天然气等多能互补新型能源体系研究课题比选结果公示。根据公示,按照综合评分法,确定国家电投集团西南能源研究院有限公司为本项目中选研究单位。比选排名:1.国家电投集团西南能源研究院有限公司得分:90.0分2.重庆理工大学得分:69.7分3.四川天斯特电力设计咨询
4月7日,中国华电党组书记、董事长江毅,党组副书记、董事、总经理叶向东在集团总部与国家电网公司董事长、党组书记张智刚举行会谈。双方围绕深入学习贯彻习近平总书记重要讲话和重要指示批示精神,落实全国两会部署,保障国家能源安全稳定,推进绿色低碳转型,因地制宜发展新质生产力,加快构建新型电
4月1日,国家发展改革委国家能源局农业农村部关于组织开展“千乡万村驭风行动”的通知,通知指出,鼓励依法通过土地使用权入股等方式共享“千乡万村驭风行动”风电项目收益,探索乡村能源合作新模式。鼓励风电与分布式光伏等其他清洁能源形成乡村多能互补综合能源系统,对实施效果显著的项目,适时纳入
记者19日从国家太阳能光热产业技术创新战略联盟获悉,由中国电建西北院牵头EPC总承包的全球在建单机最大的塔式光热发电项目——中广核新能源青海德令哈光储热一体化200万千瓦(光热20万千瓦)项目日前正式开工,标志着国内储能配比率最高的光热储多能互补项目正式开工,这也是全球最大单机容量塔式光热发
3月4日,南方五省区(广东、广西、云南、贵州、海南)新能源单日发电量创历史新高,达到10.4亿千瓦时,占当天区域内总发电量的25.7%。其中,风电发电量为7.1亿千瓦时,光伏发电量为2.6亿千瓦时,生物质发电量为0.7亿千瓦时。据南方电网相关负责人介绍,2023年以来,南方区域新能源装机加速推进,新增新
3月7日,山西省芮城县人民政府办公室发布关于2024年《政府工作报告》重点工作任务分解的通知。文件指出,在继续做大光伏、风电体量的同时,强化储能调峰设施配套,兼顾煤炭清洁高效利用,全力构建“风光水火储”多能互补综合能源供给体系。加快投资28.3亿元的3个大基地项目进度,确保6月底前实现全容量
北极星氢能网获悉,2月28日,国华投资河北分公司赤城风氢储多能互补示范项目成功并网,为“两会”保供新增绿色动力。国华投资河北分公司成立于2011年5月24日,负责开发和运营国华投资在冀新能源业务。截至目前,公司主营业务范围涉及河北省石家庄、张家口、沧州、衡水、承德、秦皇岛、唐山、廊坊八个地
2月26日,中国华能集团有限公司党组书记、董事长温枢刚在2024年新能源项目建设推进会上宣布,总规模近3400万千瓦的新能源项目集中开工、复工。公司总经理、党组副书记邓建玲在推进会上讲话。会议由公司党组成员、副总经理樊启祥主持,公司领导张文峰、王益华、王文宗、王利民、李向良等出席。华能此次
抢抓机遇全面推进重点项目开发建设奋力谱写中国大唐在蒙高质量发展新篇章2月22日,中国大唐集团有限公司党组书记、董事长邹磊到内蒙古区域所属企业调研,亲切看望慰问基层一线干部职工,并主持召开中国大唐在蒙高质量发展调研座谈会,强调要深入学习贯彻习近平总书记在内蒙古考察时的重要讲话精神,按
北极星储能网获悉,4月23日,江苏连云港经开区48MW/96MWh新型独立共享储能电站EPC工程总承包中标候选人公示。中标候选人情况如下:中标候选人第1名:连云港智源电力设计有限公司、湖南力通电力勘测设计咨询有限公司、国电南瑞南京控制系统有限公司、中国能源建设集团江苏省电力建设第三工程有限公司的
4月22日,CESC2024第二届中国国际储能大会在南京隆重开幕,为期三天的智慧储能技术及应用展览会也于23日至25日同步进行。23日是展览会开幕的第一天,同启新能源展出了最新的液冷PACK-1P104S和液冷工商业储能一体机458kWh,吸引了大批客商驻足咨询。公司技术研发和市场部的同事热情地向来宾们介绍了产品
4月17日,综铁科技建设中策橡胶(建德)有限公司电化学储能电站项目招标公告发布,项目自筹资金3029万元,规模12.5MW/23.295MWh,折合单价1.3元/Wh。本项目为交钥匙工程,位于浙江省杭州市。
4月18日,华丰能源建设杭州电化集团有限公司电化学储能电站项目招标公告(非政府采购项目)发布,项目资金来源为自筹资金3506.24万元,规模15MW/27.954MWh,折合单价1.254元/Wh。本项目为交钥匙工程。
北极星售电网获悉,近日,福建省宁德市工业和信息化局等部门发布关于印发宁德市工业领域碳达峰实施方案的通知,《方案》提到,加速构建以新能源为主体的新型电力系统,推进风光水核等清洁能源与电化学储能一体化发展,实现新能源发电精细化运行与控制,源网荷储互动、多能协同互补、用能需求智能调控。
北极星储能网获悉,据飞毛腿消息,4月22日,飞毛腿(江苏)储能系统集成基地正式挂牌成立。该基地将实现月产储能集成300-400MWh,年产能力达3-5GWh。飞毛腿(江苏)储能系统集成基地的设立,旨在深度整合先进储能技术和高效系统集成方案,为长三角乃至全国能源转型提供坚实支撑。
北极星储能网获悉,4月23日,苏尼特左旗蒙深电储新能源有限公司共享储能EPC总承包工程招标公告发布。储能电站规模为150MW/300MWh,电池采用户外预制舱布置方案,储能变流器及升压变采用户外预制舱布置方案,储能电站年运行350天以上,预计每日充电、放电各一次,年充放电次数700次。公告显示,本项目拟
北极星储能网获悉,近日,安徽蚌埠市人民政府办公室发布了关于印发《蚌埠市有效投资专项行动方案(2024)》的通知。该方案在“深入开展制造业投资专项行动”中提到,持续做大主导产业集群。新能源产业集群实施高性能锂电池湿法隔膜、7GW/h储能电池电芯制造及3GW/h储能系统集成等项目。另外方案在“深入
北极星储能网获悉,江苏省发展改革委4月22日发布《江苏省电力需求响应实施细则(修订征求意见稿)》。文件明确,需求响应实施补贴标准。其中0.5-1小时的,度电补贴最高,为4.8元/kWh。0.5小时以下的实时需求响应,既有度电补贴元2.4/kWh又有容量补贴10元/kW。详情如下:(1)削峰需求响应按竞价形成的
储能电站作为电力系统中的关键灵活性资产,虽然对于提升电网调节能力和保障系统稳定运行至关重要,但目前仍面临着安全性、经济性、市场机制不完善、调度与运营技术储备不足、利用效率低等多重挑战,且储能技术快速迭代也对储能制造企业提出了更高的要求。整体承压之下,如何推动储能行业健康有序发展?
北极星储能网获悉,4月23日,浙江省杭州市淳安康盛2.5MW/5MWh储能项目中标候选人公示发布,浙江鸿能电务有限公司以7520374元预中标该项目,折合单价1.504元/Wh。招标范围:淳安康盛2.5MW/5MWh储能项目施工总承包(包工包料),包括施工图范围内主接线工程、10kV配电装置接线系统、二次舱装置及基础工程
海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能海上电站,是利用海浪的上下起伏及海水浮力,采用浮筒-气缸结构压缩空气;利用自然风力带动垂直轴风力机-空压机结构压缩空气;利用太阳能集热管系统将太阳能热量收集并通过换热器将海浪能、风能压缩空气加热喷入透平带动发电机发出电力(类似于钢铁企业TRT余
海上电站其发电方式与海上风电风能直接转换为机械能不同,其将自然能量转换为压缩空气并增加储能环节,海上电站与海上风电比较,首先海上风电年利用小时数为2000-3000小时,而海上电站由于其三能利用及增加储能环节,可达到全年8760小时满发。我国自然可再生能源分布情况再认识近年来,可再生能源技术
海洋是取之不竭的能源宝库。近年来,世界各国对海浪能进行了大量研究,取得了一定的成果,但实现商业化运行的项目较少。其主要瓶颈在于,在海水环境中回转部件保持长期运转面临目前技术难以克服的困难;单一的海浪能、潮汐能等海洋能利用范围较窄,需要加入风能、太阳能等其他能源形态,才能克服单位面
海洋是取之不竭的能源宝库。近年来,世界各国对海浪能进行了大量研究,取得了一定的成果,但实现商业化运行的项目较少。其主要瓶颈在于,在海水环境中回转部件保持长期运转面临目前技术难以克服的困难;单一的海浪能、潮汐能等海洋能利用范围较窄,需要加入风能、太阳能等其他能源形态,才能克服单位面
海洋是取之不竭的能源宝库。近年来,世界各国对海浪能进行了大量研究,取得了一定的成果,但实现商业化运行的项目较少。其主要瓶颈在于,在海水环境中回转部件保持长期运转面临目前技术难以克服的困难;单一的海浪能、潮汐能等海洋能利用范围较窄,需要加入风能、太阳能等其他能源形态,才能克服单位面
这些机组有望与波浪能、潮汐能等一起运作,共同构成海上电网,为向远海岛屿供电提供解决方案。对于上海人来说,每天都在使用绿色低碳的海上风电。当然,目前上海地区的主要海上风电场还只有东海大桥水域,以及正在建设的临港水域。上海智能电网技术研究协同创新中心日前传出消息,上海正在国内率先试水
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!