Orbital Marine的SR2000潮汐能发电机组 在奥克尼群岛上的欧洲海 洋能源中心接受了测试。

降低潮汐
发电成本

当今世界,人们普遍认为潮汐能是一种重要的可持续且可再生的潜在能源。一家苏格兰企业正与SKF携手开展一个联合项目,借助漂浮式潮汐能发电机组技术来降低发电成本。

作者: Elaine McClarence
照片: Orbital

供电,供气及供水

Orbital

Orbital Marine Power Ltd.创立于2002年。

拥有26名员工,在奥克尼和爱丁堡设有办事处。

2016年,SR2000的问世创下了公司发展史上的第一个里程碑。SR2000是当时全球最强大的潮汐能发电机组,在最初的12个月测试期里,发电量超过3吉瓦时。

www.orbitalmarine.com

苏格兰领先的潮汐发电设备开发商Orbital Marine Power Ltd将目光投向潮汐能的商业应用,志在该领域大显身手。首席执行官Andrew Scott介绍说,Orbital Marine的目标是“助力打造潮汐能产业,为全球市场提供一种新型可再生能源”。他指出,潮汐能的市场规模有望超过100吉瓦,然而技术开采成本高昂一直是制约潮汐能应用的主要因素。Scott说道:“我们致力于改变这一现状。”

潮汐发电机组的传动链部件和系统结构与风电机组基本类似,但该技术必须能够应对高密度、潮湿的海水环境。Scott说道:“它们之间的真正区别在于将机舱安装在什么装置上。从这一点上说,我们的漂浮式平台起到的作用与风电机组塔架相同,但它更为复杂,因为它需要应对潮汐恶劣海洋环境带来的重大挑战。”

双涡轮发电机组安装在可收缩支柱上,支柱固定在漂浮平台上,这样便能使发电机组处于潮汐流中能量最大的位置。

双涡轮发电机组安装在可收缩支柱上,支柱固定在漂浮平台上,这样便能使发电机组处于潮汐流中能量最大的位置。

结构简化有利于控制制造费用。

结构简化有利于控制制造费用。

平台和叶片结构可满足不同特征、不同规模的场地和项目的要求。

平台和叶片结构可满足不同特征、不同规模的场地和项目的要求。

欧洲海洋能源ERA-NET

欧洲海洋能源ERA-NET负责协调欧洲国家和地区与海洋能源研究和创新相关的资助计划,致力于维持和提升欧洲在海洋能源领域的全球领先地位,推进低碳创新型能源解决方案的商业化,降低能源成本,实现增长并创造就业岗位。

8家国家和地区政府机构已获得了欧盟“地平线2020研究和创新计划”的资金支持,包括西班牙的巴斯克地区、法国的布列塔尼和卢瓦尔河大区,以及爱尔兰、葡萄牙、苏格兰、西班牙和瑞典。

Orbital的核心供应链及战略合作伙伴广泛参与该项目,致力于提供一种着眼未来、风险大大降低、易于获得融资的产品解决方案。

潮汐能发电机组商业应用的一个关键因素是开发出用于潮汐主机叶片的变桨控制器。Scott说道:“我们的目标是将发电机的发电量提高50%,使其性能水平可与更成熟的技术相媲美。”欧洲海洋能源ERA-NET Cofund(参见侧栏)已划拨120万欧元研究经费,用于此变桨控制器的开发和交付,该装置正集成在Orbital的新型漂浮式潮汐能发电机组Orbital O2 2MW上。

我们的目标是将发电机的发电量提高50%。
ORBITAL MARINE POWER LTD首席执行官ANDREW SCOTT

Scott解释道:“对我们来说,要降低总能源成本,最简单的方式是使用更长的转子叶片,进而从潮汐流中捕获更多能量。然而,叶片越长,负载越大,更具挑战性。而借助变桨控制器,我们能够实现叶片调桨,从而更精确地控制负载,这是提高潮汐能经济价值的重要解决方案。”

由于采用漂浮式技术,仅需使用标准船只,便可接近机组所有部件和系统,在最短的停机时间内对它们进行维护、检查和维修。该技术的安装类似于在简单的锚定装置上系泊船舶。Scott解释道:“同等装机容量的其它替代技术要收回机组进行维修时,必须采用昂贵的船只和设备,因为机组固定在海底,无法接近。这样会造成长时间停机接近机组、收回,并进行检修。我们的成本远远低于竞争对手,对于投资者和供应链来说,风险水平完全不同。”

随着投资者和政府对潮汐能解决方案的信心和了解程度与日俱增,市场规模将不断扩大。
ORBITAL MARINE POWER LTD首席执行官ANDREW SCOTT

机组在苏格兰北部奥克尼群岛上的欧洲海洋能源中心接受了测试。Scott说:“奥克尼群岛拥有丰富的潮汐能资源,被称为‘海洋能源世界的沙特阿拉伯’。我们安装了机组,并将其与奥克尼一个主要潮汐点的现有海底电缆相连,从而将电能输送至当地电网。这里成为了这一新技术的测试场所,提供能够验证其性能的所有宝贵数据。我们的计划是让它运行15年,获取充足的数据组,以验证其长期可靠性和性能。”

Scott解释道,该项目有助于Orbital Marine积累经验并将其运用于工程设计中,以降低成本。他说:“与此同时,随着投资者和政府对潮汐能解决方案的信心和了解程度与日俱增,市场规模将不断扩大。”

Orbital Marine的SR2000

  

SKF变桨控制模块

SKF位于瑞典哥德堡的先进解决方案工厂将为Orbital Marine提供变桨控制模块。该控制器使两个叶片绕纵向轴旋转,转子直径为20米,流动形线可适应当前的潮汐速度。通过调节迎角,可实现高于额定潮汐速度的恒定功率输入。

SKF海洋和海洋能源业务开发经理Michael Baumann指出:“我们的专业海洋能源团队与技术先进的潮汐能机组样机设备开发商和部件供应商密切合作,协助他们在早期阶段将可靠性融入设计中。”由于风电机组和船舶推进系统(如电动吊舱)需要应对类似的挑战,SKF能将风电机组技术知识用于潮汐能机组应用场合。

销售联系方式

evolution@skf.com

此举带来的直接益处包括改进对传动链扭矩力的控制,使设备的扫流面积增加50%(转子直径为16至20米),从而使Orbital发电机在当前配置下增加50%左右的发电量。 在额定速度附近,叶片控制得到增强,减少了功率损失并消除了功率波动,降低了传动链和结构的极端负载和疲劳,从而提高了机组停机的环境极限,并在发生轻微故障时能够继续发电。

SKF与Orbital Marine在各类小型和大型示范机组(包括破纪录的SR2000)上有过合作。Baumann说道:“SKF认为,漂浮式潮汐能技术安装和运营成本低,应用潜力巨大。很高兴可以运用我们积累的经验,提供关键的解决方案,帮助降低发电成本,确保Orbital Marine的漂浮式潮汐能技术能够早日推向市场。”

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