浮動式渦輪如何有效的利用潮汐不可思議的力量

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浮動式渦輪

這世界的潮汐所帶來的能量大到足以提供整個英國所需的電力需求量。因為它能有效的利用月亮無止境與好預測的引力,潮汐能克服了可再生能源的典型問題,人們無法預估太陽能量、風力和雨量的障礙;而如今,在海面下所設置的風車有可能成為潮汐動能的重大突破點。

但由於潮汐能技術成本高又礙於可設置地點的限制,所以至今未能廣泛運用;架設在海床上大又重價額又昂貴的渦輪已經發展成形,但如何將目標設定發展至商業規模,潮汐能要能發展到與屋頂上的太陽能板類似的階段才有可能。

想像一個風力渦輪在海底而非固定在海床上 , 這種渦輪稱之為「行動浮動式渦輪」(mobile floating turbines);這樣的渦輪費用較低廉,適用性也較強,為大型又固定式渦輪的另一發展選項。大部分的浮動式渦輪外觀看起來如下:

浮動式渦輪s

它們可以放置在任何潮汐波濤洶湧的點,並栓在海床(並不是建造在上),渦輪機所產生的動能透過埋在海床下沿海岸線的纜線傳送。

為何浮動式渦輪機勝過固定式渦輪機?

浮動式渦輪較能獲取就在海面下方流動最快速的海水;在底部海水撞擊海床時受阻,水流較不平穩,而渦輪機可以漂浮到準確的位置上;所以浮動式渦輪機可以比卡在海床上的固定式渦輪更能有效的獲取能源產生動能。

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潮汐

潮汐大約每六小時變換方向,此時能善用雙向水流的渦輪機會比較理想;浮動式渦輪機能自由的因應潮汐交替而轉換,也克服了海床固定式渦輪機所需的高成本與複雜的機械式交替系統所帶來的困擾。

浮動式比較便宜

海風車

在海床上設置又重又巨大的渦輪需要專業特殊又昂貴的船艦與維修棚,就算是例行性維修也耗費成本。

反之,浮動式渦輪機只須相對的小成本就能方便迅速的拖運與組裝,內部裝置在水面上就能就定位,快速又便利的進行例行性維修保養也將防水裝置成本降至最低。

基於他們相對較便宜的組裝與運作,浮動式渦輪較能廣泛的適用於市場,而非僅限於公營事業。設在沿海岸的工業可以投資在浮動式渦輪機以利降低電費支出,與目前所使用的太陽能或風力發電科技其實相差不遠;還甚至可以利用停泊點分享「插入」多個渦輪。

固定在海床上的渦輪機通常是無法從海面上就看見的,但浮動式渦輪的設計多半是可以從海面上看到的,只是這會干擾海上航線,也會提高接觸到漂浮在海面上垃圾的機會,再加上暴風雨所帶來的浪潮也會干擾動能輸出與機器運作,所以浮動式渦輪比較適合放置在海口灣處等較能被保護的潮汐環境下。

浮動式渦輪機的設計

市面上有為數眾多並且使用多樣創新設計的浮動式渦輪機。

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有些設計是船身漂浮在海面上而渦輪機在海面下運作進行,就像號稱全世界最強大潮汐渦輪機的Scotrenewable’s SR2000般,船身長64公尺與直徑16m公尺的渦輪葉片設計能使用至少20年。

其他的浮動型設計包括組裝式的,方便運送與組裝到世界各角落;也有特殊流線造型的渦輪機能與聯軸器連接固定,適用於較波濤洶湧的海域。

有些浮動式潮汐渦輪機就簡單的放置於海平面下,其中一款設計是海床上栓絞鏈並連接至可容納36台渦輪機的半潛式平台上,能無障礙的隨水流轉換;開發商Black Rock就想到利用多台獨立又不昂貴的渦輪機獲取最佳潮汐水流會比單一大台的渦輪機還要理想的配置方式。

浮動式渦輪機展現出不斷開發浩瀚的潮汐動力資源所帶來的成果,這個產業在利用海床固定式渦輪階段便已成長至接近商業規模的配置了,而浮動式渦輪機更能有機會將其發展推向更高一層樓。
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來源: Iflscience