Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Соавтор Кейс Хулсберген представляет принципы DTP в Университете Цинхуа в Пекине в феврале 2010 года.
Часть серии по
Возобновляемая энергия
Логотип «Возобновляемая энергия» Мелани Меккер-Турсун V1 bgGreen.svg

Динамическая приливная энергия или DTP - это еще не опробованная, но многообещающая технология для производства приливной энергии . Это потребует создания длинной похожей на плотину конструкции, перпендикулярной берегу, с возможностью создания параллельного берегу барьера на дальнем конце, образующего большую Т-образную форму. Эта длинная Т-образная плотина будет мешать гидродинамике приливных волн, параллельных побережью, создавая перепады уровней воды на противоположных сторонах барьера, которые приводят в действие серию двунаправленных турбин, установленных в плотине. Колеблющиеся приливные волны, которые проходят вдоль берегов континентальных шельфов и содержат мощные гидравлические течения, обычны, например, в Китае , Корее и других странах.Великобритания . [1] [2] [3] [4]

Концепция была изобретена и запатентована в 1997 году голландскими прибрежными инженерами Кеесом Хулсбергеном и Робом Стейном. [5]

Короткое видео, объясняющее концепцию, было завершено в октябре 2013 года и опубликовано на английском языке на YouTube [6] и на китайском языке на Youku. [7]

Описание [ править ]

Вид сверху на плотину АКДС. Синий и темно-красный цвета обозначают отливы и приливы соответственно.

Плотина DTP представляет собой длинный барьер длиной 30 км и более, построенный перпендикулярно побережью и уходящий прямо в море, не ограничивая территорию. Вдоль многих берегов мира основное приливное движение проходит параллельно береговой линии: вся масса океанской воды ускоряется в одном направлении, а днем ​​назад - в другом. Плотина DTP достаточно длинна, чтобы оказывать влияние на горизонтальное приливное движение, которое создает перепад уровня воды (напор) по обеим сторонам плотины. Напор можно преобразовать в энергию, используя длинную серию обычных низконапорных турбин, установленных на плотине. [8]

Максимальный перепад напора [ править ]

Оценки максимальной разницы напоров, которые могут быть получены для различных конфигураций плотин, основаны на численных и аналитических моделях. [1] [9] Полевые данные по измеренным разностям уровней воды через естественные препятствия подтверждают создание значительного напора. (Максимальная) разница напора больше, чем можно было бы ожидать в условиях стационарного течения (например, реки). Максимальный перепад напора достигает значений до нескольких метров, что можно объяснить непостоянным характером приливного течения (ускорения).

Преимущества [ править ]

Высокая выходная мощность [ править ]

По оценкам, некоторые из крупнейших плотин могут иметь установленную мощность более 15 ГВт (15000 МВт). [9] Плотина АКДС с установленной мощностью 8 ГВт и коэффициентом мощности около 30% может генерировать около 21 ТВтч в год. Для сравнения: средний европейский житель потребляет около 6800 кВт / ч в год, поэтому одна плотина DTP может обеспечивать энергией около 3 миллионов европейцев. [10]

Стабильная власть [ править ]

Генерация приливной энергии очень предсказуема из-за детерминированной природы приливов и не зависит от погодных условий или изменения климата. Выходная мощность меняется в зависимости от фазы прилива (прилив и отлив, прилив и весна), но эффектов более коротких сроков можно избежать, объединив две плотины, расположенные на определенном расстоянии друг от друга (порядка 150–250 км), каждая из которых генерирует максимум выход электроэнергии, когда другой производит минимальную мощность. Это обеспечивает предсказуемую и достаточно стабильную базовую генерацию энергосистемы.

Высокая доступность [ править ]

Для динамической приливной силы не требуется очень высокий естественный диапазон приливов , вместо этого требуется открытое побережье, где приливы распространяются вдоль берега. Такие приливные условия можно найти во многих местах по всему миру, а это означает, что теоретический потенциал DTP очень высок. Например, вдоль побережья Китая общий объем доступной мощности оценивается в 80–150 ГВт.

Возможность комбинированных функций [ править ]

Длинная плотина может сочетаться с различными другими функциями, такими как защита побережья, глубоководные порты и порты для сжиженного природного газа, объекты аквакультуры, контролируемая мелиорация земель и сообщения между островами и материком. Эти дополнительные функции могут разделить инвестиционные затраты, тем самым помогая снизить цену за киловатт-час.

Проблемы [ править ]

Основная проблема заключается в том, что доказательство функционирования АКДС может быть продемонстрировано только на практике. Тестирование концепции DTP в небольшом масштабе в рамках демонстрационного проекта было бы неэффективным, поскольку не было бы почти никакой мощности. Даже при длине плотины 1 км или около того, потому что принцип DTP таков, что мощность выработки электроэнергии увеличивается с увеличением квадрата длины плотины (как напор, так и объем увеличиваются более или менее линейно для увеличения длины плотины, что приводит к квадратичному увеличению выработки электроэнергии). По оценкам, экономическая жизнеспособность будет достигнута при длине плотины около 30 км.

Демонстрационный проект [ править ]

Демонстрационный проект, рассматриваемый в Китае, не будет включать строительство плотины, а вместо этого будет включать недавно прорезанный канал через длинный полуостров с узким перешейком (перешейком). Канал будет иметь напор примерно 1-2 метра (3,3–6,6 фута) и будет оснащен двунаправленными турбинами с низким напором, аналогичными типу, который будет использоваться для полномасштабной АКДС.

Состояние технологического развития [ править ]

Никакая плотина DTP никогда не строилась, хотя доступны все технологии, необходимые для строительства плотины DTP. Были проведены различные математические и физические модели для моделирования и прогнозирования « напора » или перепада уровней воды над динамической плотиной приливной силы. Взаимодействие между приливами и длинными плотинами наблюдалось и фиксировалось в крупных инженерных проектах, таких как Delta Works и Afsluitdijk в Нидерландах . Взаимодействие приливных течений с естественными полуостровами также хорошо известно, и эти данные используются для калибровки численных моделей приливов. Формулы для расчета добавленной массыбыли применены для разработки аналитической модели АКДС. Наблюдаемые перепады уровней воды полностью соответствуют текущим аналитическим и численным моделям. [1] Разница в уровнях воды, возникающая над плотиной АКДС, теперь может быть предсказана с полезной степенью точности.

Некоторые из необходимых ключевых элементов включают:

  • Двунаправленные турбины (способные генерировать энергию в обоих направлениях) для сред с низким напором и большим объемом. Существуют операционные блоки для систем с морской водой, эффективность которых превышает 75%.
  • Способы строительства плотин. Это может быть достигнуто с помощью модульных плавучих кессонов (бетонных строительных блоков). Эти кессоны будут изготавливаться на берегу, а затем доставляться к месту расположения плотины.
  • Подходящие сайты для демонстрации АКДС. Пилотный проект DTP может быть интегрирован с запланированным проектом прибрежного развития, таким как морской мост, соединение островов, глубоководный порт, мелиорация земель, морская ветряная электростанция и т. Д., Построенные в подходящей среде для DTP.

Недавний прогресс [ править ]

В декабре 2011 года голландское министерство экономики, сельского хозяйства и инноваций (EL&I) предоставило субсидию на грант консорциуму POWER, возглавляемому Strukton и управляемому ARCADIS. Максимальный размер гранта составляет около 930 000 евро, что соответствует аналогичной сумме софинансирования от партнеров консорциума. Группа POWER проводит подробное технико-экономическое обоснование разработки Dynamic Tidal Power (DTP) в Китае в рамках трехлетней программы, проводимой совместно с китайскими правительственными институтами. [11] Обязательства программы по достижению к 2015 году, зарегистрированные в рамках инициативы ООН «Устойчивая энергетика для всех», включают: [12]

  • Определите наиболее подходящие места для внедрения DTP в Китае, Корее и Великобритании.
  • Завершить подробные технико-экономические обоснования для двух пилотных электростанций DTP в Китае.
  • Завершить предварительное технико-экономическое обоснование для одной полномасштабной электростанции DTP в Китае
  • Распространение во всем мире технической информации о АКДС среди соответствующих целевых групп

В августе 2012 года Национальное управление энергетики Китая сформировало консорциум компаний и научно-исследовательских институтов во главе с Генеральным институтом планирования и проектирования гидроэнергетики и водных ресурсов (также известный как Китайский инженерный институт возобновляемых источников энергии) для исследования DTP. Двустороннее соглашение о сотрудничестве DTP было подписано между Китаем и Нидерландами 27 сентября 2012 года. После технического обмена для проверки принципов было проведено модельное исследование для выбора участков. В октябре 2013 года было начато более глубокое исследование экономического анализа, чтобы лучше понять экономические затраты и выгоды от DTP. [13]

Короткое видео, объясняющее концепцию, было завершено в октябре 2013 года и опубликовано на английском языке на YouTube [6] и на китайском языке на Youku. [7]

См. Также [ править ]

  • Морская энергия
  • Приливная сила

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c К. Хулсберген; Р. Стейн; Г. ван Баннинг; Г. Клопман (2008). Dynamic Tidal Power - новый подход к использованию приливов . 2-я Международная конференция по энергии океана (PDF) . Брест, Франция.
  2. ^ Marieke Аарден (28 ноября 1998). «Getijdenkracht lift mee naar Schiphol in zee» [Приливная сила получает бесплатную поездку в Схипхол в море] (на голландском). Volkskrant . Проверено 15 апреля 2010 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  3. ^ Rijkert Knoppers (16 января 1999). "Dertig kilometer electriciteit" [Тридцать километров электричества] (на голландском). NRC Handelsblad . Архивировано из оригинала 8 июля 2012 года . Проверено 15 апреля 2010 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  4. ^ Bas Keijts (1998). «Meer vermogen met eb en vloed» [Больше энергии от приливов и отливов]. Земля и вода (на голландском). 12 . Внешняя ссылка в |newspaper=( помощь )
  5. ^ «Espacenet - Библиографические данные» . world.espacenet.com . Проверено 18 мая 2018 .
  6. ^ a b Группа POWER (14 октября 2013 г.). «Динамическая приливная сила в Китае (Full HD)» . YouTube .
  7. ^ a b Группа POWER (11 ноября 2013 г.).中国 - 荷兰 动态 潮汐 能 研发 合作 宣传片(на китайском языке). Youku .
  8. ^ "Динамическая приливная сила" . Мировые новости . Проверено 18 мая 2018 .
  9. ^ a b Чианг Мэй (3 марта 2012 г.). «Примечание о приливной дифракции на прибрежной преграде (полная статья на сайте POWER)» . Архивировано из оригинального 29 октября 2013 года . Проверено 8 мая 2012 года .
  10. ^ «Ядерная энергия во Франции | Ядерная энергия Франции - Мировая ядерная ассоциация» . world-nuclear.org . Проверено 18 мая 2018 .
  11. ^ "домой - Динамическая приливная сила" . Динамическая приливная сила . Проверено 18 мая 2018 .
  12. ^ «Устойчивая энергия для всех (SEforALL) |» . stableenergyforall.org . Проверено 18 мая 2018 .
  13. ^ «Реагируя на изменение климата, 2012» . Архивировано из оригинала на 2013-04-15.

Внешние ссылки [ править ]

  • Преимущества приливной силы