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SYXNY-CX01型海洋潮汐能發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
2020-03-02 01:51:36
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實(shí)訓(xùn)設(shè)備晉城光伏發(fā)電系統(tǒng)集成教學(xué)演示系統(tǒng)寧夏光伏發(fā)電系統(tǒng)集成教學(xué)演示系統(tǒng)

.潮汐能發(fā)電原理概述

1.1潮汐能概述

能源作為人類生產(chǎn)生活和國(guó)家發(fā)展的重要資源,成為當(dāng)今世界政治、經(jīng)濟(jì)、科技、 軍事、外交等各個(gè)領(lǐng)域中所備受關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人口的迅速 膨脹以及社會(huì)發(fā)展的需求,能源對(duì)于人類的生產(chǎn)和生活顯得日益重要。同時(shí),由于常 見能源的過度開采而造成的資源匱乏、氣候變暖和環(huán)境污染等問題也日漸顯著。大力 發(fā)展可再生能源,在保證經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提下,減輕因過度開采而對(duì)人類生存環(huán) 境造成的破壞和壓力,推進(jìn)人類發(fā)展質(zhì)量已經(jīng)成為世界的共識(shí)。

潮汐是一種蘊(yùn)藏量極大、取之不盡、用之不竭、不需開采和運(yùn)輸、潔凈無污染的可再生能源。

在海灣或感潮河口,可見到海水或江水每天有兩次的漲落現(xiàn)象,早上的稱為潮,晚上的稱為汐。

潮汐作為一種自然現(xiàn)象,為人類的航海、捕撈和曬鹽提供了方便。這種現(xiàn)象主要是由月球、太陽的引潮力以及地球自轉(zhuǎn)效應(yīng)所造成的。漲潮時(shí),大量海水洶涌而來,具有很大的動(dòng)能;同時(shí),水位逐漸升高,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。落潮時(shí),海水奔騰而歸,水位陸續(xù)下降,勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。海水在運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為潮汐能。

1.2 潮汐發(fā)電方式

有單庫(kù)單向式、單庫(kù)雙向式、雙庫(kù)式、發(fā)電結(jié)合抽水蓄能式等。

單庫(kù)單向式

只筑一水庫(kù),安裝單向水輪發(fā)電機(jī)組,在落潮或漲潮時(shí)發(fā)電。因落潮發(fā)電可利用的水庫(kù)容量和水位差比漲潮大,故一般采用落潮發(fā)電方式。在一個(gè)潮汐周期內(nèi),電站依充水、等候、發(fā)電和等候四個(gè)工況運(yùn)行。

①充水工況:停止發(fā)電,開啟水庫(kù),海側(cè)上漲的潮水經(jīng)水閘和水輪機(jī)進(jìn)入水庫(kù),至庫(kù)內(nèi)外水位齊平為止。

②等候工況:關(guān)閉水閘,水輪機(jī)停止過水,水庫(kù)水位保持不變。海側(cè)水位因落潮逐漸下降,直至水庫(kù)內(nèi)外水位差達(dá)到機(jī)組起動(dòng)水頭。

③發(fā)電工況:機(jī)組發(fā)電,水庫(kù)水位逐漸下降至與海側(cè)水位差小于機(jī)組發(fā)電所需的最低水頭。

④等候工況:機(jī)組停機(jī),也不讓過水。水庫(kù)水位保持不變,海側(cè)水位因漲潮逐漸上升,至水庫(kù)兩側(cè)水位齊平,轉(zhuǎn)入下一周期。

單庫(kù)雙向式

只筑一水庫(kù),安裝漲落潮均可發(fā)電的機(jī)組,或在水工布置上滿足雙向發(fā)電。在一個(gè)潮汐周期內(nèi),電站依等候、漲潮發(fā)電、充水、等候、落潮發(fā)電和泄水六個(gè)工況運(yùn)行。一般以落潮發(fā)電為主。

目前我國(guó)已有一批專家學(xué)者和科研團(tuán)隊(duì)在此領(lǐng)域開展研工作,并且已經(jīng)取得了具有較高科學(xué)價(jià)值的相關(guān)數(shù)據(jù)。今后,潮汐能發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)可能會(huì)有不同的發(fā)展方向與側(cè)重點(diǎn),克服不足,追求更高的效率、更高的可靠性以及降低制造與維修成本,轉(zhuǎn)入大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)作將是任何波潮汐發(fā)電裝置發(fā)展的主旋律。

基于以上背景,進(jìn)行相關(guān)潮汐能發(fā)電的科研平臺(tái)建設(shè)將非常重要,本方案針對(duì)XXX 的實(shí)際需求,定制開發(fā)研發(fā)平臺(tái),將對(duì)后續(xù)研宄提供強(qiáng)大支撐;

 

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理類似,通過出水庫(kù),在漲潮時(shí)將海水儲(chǔ)存在水庫(kù)內(nèi),以勢(shì)能的形式保存,然后,在落潮時(shí)放出海水,利用高、低潮位之間的落差,推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。差別在于海水與河水不同,蓄積的海水落差不大,但流量較大,并且呈間歇性,從而潮汐發(fā)電的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特點(diǎn)。

潮汐能發(fā)電系統(tǒng)由潮汐模擬單元,發(fā)電單元,整流單元,升壓?jiǎn)卧?,蓄電池?chǔ)能單元、直流供電單元(直流變換器),交流供電單元(含逆變器)及交直流負(fù)載組成。

整個(gè)系統(tǒng)的最終目標(biāo)是為了給交流負(fù)載和直流負(fù)載供電,從潮汐能發(fā)電機(jī)中發(fā)出的交流電,通過整流變成直流電,再升壓到穩(wěn)定的、較高的電壓等級(jí)以確保能夠正常逆變出常規(guī)交流用電設(shè)備所需的電壓。


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