采用槽式太阳能集热管系统加热压缩空气 多能互补+储能模式用于海上风电
2022/11/22 15:14:43 点击：
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，才能克服单位面积能量较小、收集困难且不稳定的缺陷。
当前，我国将多能互补+储能的能源利用方式作为推进能源革命，实现清洁替代的一项重要举措，大力探索可再生能源清洁电力的发展和创新。
岸线近海是海浪能、风能、太阳能三种能量集中的区域，具有得天独厚的可再生能源利用优势，既能破解单一利用海浪能面临的技术瓶颈，又符合国家多能互补+储能的清洁能源探索方向。
原理简单具备经济性
海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能（CAES）海上发电站，其原理是将海浪能、风能转变为压缩空气，太阳能热量进一步加热压缩空气增加能量，以压缩空气为工作媒介推动透平膨胀机—发电机发电。海浪能部分采用打气筒原理，即浮筒（浮漂）-气缸结构，海浪下降时气缸吸气，海浪上升时气缸压缩空气，往复循环将海浪的能量组转变为压缩空气；风能部分采用自然风力吹动垂直轴风力机旋转带动空压机（仅使用机头部分）压缩空气；海浪能、风能压缩空气进入集气管，集气管起到储存、输送压缩空气的作用；太阳能部分采用槽式太阳能集热管系统收集太阳能热量，集热管中充满传热介质（导热油），传热介质在集热管及换热器间循环，集气管与换热器相连将进入换热器中的压缩空气加热，使压缩空气能量进一步增大；加热后的压缩空气喷入膨胀透平机带动发电机发出电力。
整个海上电站是由框架群及其支撑的双层海上平台构成的岸线近海海中构筑物。长方体浮筒设置在框架内，框架限制浮筒的4个侧面且与浮筒保持较小适当间隙，使浮筒只能随海浪上下垂直运动且不被卡死；整个电站由多组框架相连构成框架群，且框架与海底固定连接；框架继续向上延伸构成第一层平台即气缸平台，平台由框架间连接梁固定连接构成，平台上布置海浪能压缩空气集气管，顶部即第二层平台底部设置气缸连杆上固定；框架再继续向上延伸构成第二层平台即风力机平台，风力机平台上布置风力机、空压机、风能集气管；第二层平台靠近陆地中央位置设置厂房建筑，厂房建筑内部设置换热器、膨胀透平机发电机、电气设备、控制设备等，是整个电站的控制中心；厂房建筑顶部平台设置槽式太阳能集热管系统。
海上电站采用压力差式背靠背多级气缸设计，这样就使浮筒-气缸拾能装置覆盖整个海面高度，同时，多级气缸的单个缸筒长度缩短，减小了较长缸筒的加工制造难度降低成本。
海上电站原理简单，设备常见，所处海水位置较浅，海工造价较低，具有可操作性。
当前，我国将多能互补+储能的能源利用方式作为推进能源革命，实现清洁替代的一项重要举措，大力探索可再生能源清洁电力的发展和创新。
岸线近海是海浪能、风能、太阳能三种能量集中的区域，具有得天独厚的可再生能源利用优势，既能破解单一利用海浪能面临的技术瓶颈，又符合国家多能互补+储能的清洁能源探索方向。
原理简单具备经济性
海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能（CAES）海上发电站，其原理是将海浪能、风能转变为压缩空气，太阳能热量进一步加热压缩空气增加能量，以压缩空气为工作媒介推动透平膨胀机—发电机发电。海浪能部分采用打气筒原理，即浮筒（浮漂）-气缸结构，海浪下降时气缸吸气，海浪上升时气缸压缩空气，往复循环将海浪的能量组转变为压缩空气；风能部分采用自然风力吹动垂直轴风力机旋转带动空压机（仅使用机头部分）压缩空气；海浪能、风能压缩空气进入集气管，集气管起到储存、输送压缩空气的作用；太阳能部分采用槽式太阳能集热管系统收集太阳能热量，集热管中充满传热介质（导热油），传热介质在集热管及换热器间循环，集气管与换热器相连将进入换热器中的压缩空气加热，使压缩空气能量进一步增大；加热后的压缩空气喷入膨胀透平机带动发电机发出电力。
整个海上电站是由框架群及其支撑的双层海上平台构成的岸线近海海中构筑物。长方体浮筒设置在框架内，框架限制浮筒的4个侧面且与浮筒保持较小适当间隙，使浮筒只能随海浪上下垂直运动且不被卡死；整个电站由多组框架相连构成框架群，且框架与海底固定连接；框架继续向上延伸构成第一层平台即气缸平台，平台由框架间连接梁固定连接构成，平台上布置海浪能压缩空气集气管，顶部即第二层平台底部设置气缸连杆上固定；框架再继续向上延伸构成第二层平台即风力机平台，风力机平台上布置风力机、空压机、风能集气管；第二层平台靠近陆地中央位置设置厂房建筑，厂房建筑内部设置换热器、膨胀透平机发电机、电气设备、控制设备等，是整个电站的控制中心；厂房建筑顶部平台设置槽式太阳能集热管系统。
海上电站采用压力差式背靠背多级气缸设计，这样就使浮筒-气缸拾能装置覆盖整个海面高度，同时，多级气缸的单个缸筒长度缩短，减小了较长缸筒的加工制造难度降低成本。
海上电站原理简单，设备常见，所处海水位置较浅，海工造价较低，具有可操作性。
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