“巨蟒”可以發(fā)電?

安 吻

最近，世界各地的能源公司設(shè)計(jì)的一系列海洋能發(fā)電設(shè)備原型紛紛上演“水中之旅”。這些測試的進(jìn)行標(biāo)志著人們對“如何向海洋要能源”這個有著數(shù)十年之久的老問題進(jìn)行新一輪的探索。而這其中一個由英國研制而成的“巨蟒”海浪能裝置格外引人注意。

何謂“巨蟒”

根巨大的橡膠管——因其像蛇一樣的外形而被取名為“巨蟒”，裝置的兩端都是密封的，里面裝滿了水。這種設(shè)計(jì)可以使其固定在海水表面以下，一端朝向海浪襲來的方向。每次海浪拍打到管子的一端使之受到擠壓，在內(nèi)部形成“激突波”，即內(nèi)部壓力波。“激突波”在管子里面?zhèn)鲃?，而引起“激突波”的海浪則在管外以同樣的速度流動，這樣就對管子形成了越來越大的擠壓，于是“激突渡”也會越來越大。隨之，“激突波”使得固定在裝置另一端的渦輪啟動，于是電能產(chǎn)生，并通過一根電纜傳送到海岸上。

裝置的發(fā)明者認(rèn)為?！熬掾蹦転楹＠四苌a(chǎn)低成本電能中帶來的問題提供解決方案。由于有了這項(xiàng)極其簡化的設(shè)計(jì)，海浪能轉(zhuǎn)換機(jī)的制造和維護(hù)費(fèi)用將會降低，而且能以比其他海浪能轉(zhuǎn)換機(jī)低的成本生產(chǎn)清潔能源。這是海浪能應(yīng)用增長潛力中的一個重要因素，因?yàn)槠駷橹梗杀臼遣贾煤＠四苻D(zhuǎn)換機(jī)的一個主要障礙。

除此之外，“巨蟒”裝置在其它方面也具有可觀的吸引力：海浪能發(fā)電不會產(chǎn)生二氧化碳，有助于應(yīng)對全球變暖。據(jù)估計(jì)，海浪能與潮汐能的發(fā)電量加起來可以滿足目前英國電力需求的20％。

同時，“巨蟒”是用橡膠制成的，所以重量要比其它主要以金屬制成的海浪能裝置輕，而且無需液壓油缸、鉸鏈和鉸接接頭。這樣就降低了成本和維修費(fèi)用以及出現(xiàn)故障的可能性。

“巨蟒”實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行

在英國工程和自然科學(xué)研究理事會的資助下，“巨蟒”的發(fā)明者——英格蘭南部南安普敦大學(xué)的工程師們已經(jīng)開始了實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，“巨蟒”的比例模型也正在接受測試。

實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用了直徑大小為0.25—0.5米的管子，分別以規(guī)律、不規(guī)律的極大海浪來對“巨蟒”進(jìn)行測試。所要衡量的參數(shù)有內(nèi)部壓力、管子形狀改變、固定電纜所需的力度等等。

除了觀察裝置內(nèi)部的水力運(yùn)動，所得數(shù)據(jù)還將形成數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)，從而估計(jì)一個完整規(guī)模的“巨蟒”能夠產(chǎn)生的準(zhǔn)確電量。研究小組進(jìn)行的數(shù)學(xué)研究是不同尋常的，而且難度很大，這是因?yàn)椤熬掾睂Σɡ藟毫Φ姆磻?yīng)要比船只或岸上建筑物對此的反應(yīng)復(fù)雜得多。每種情況下都會有很多自由度和運(yùn)動，如垂直、水平彎曲、凸出、伸長、呈橢圓形、扭曲，由于橡膠的適應(yīng)性，所有這些運(yùn)動都會相互作用。

“巨蟒”更具成本優(yōu)勢

如果按照設(shè)想來建造，每個完整的“巨蟒”長度應(yīng)該是200米，直徑7米，安放在海水表面以下40～100米的位置。最初的評估顯示，“巨蟒”的輸出功率為100萬瓦(大致相當(dāng)于2000個家庭的用電)，而且生產(chǎn)的電力價(jià)格要在6便士／千瓦時或者更低。雖然成本是傳統(tǒng)燃煤發(fā)電站的兩倍，但是“巨蟒”裝置與其它主要的海浪能發(fā)電概念相比卻具有成本優(yōu)勢。

“通過鼓勵使用海浪能，‘巨蟒能夠?qū)Νh(huán)境保護(hù)作出極具價(jià)值的貢獻(xiàn)?！必?fù)責(zé)“巨蟒”項(xiàng)目的南安普敦大學(xué)教授Iohn Chaplin說：“一個相當(dāng)于完整裝置1／3大的模型在2009年內(nèi)完成，并進(jìn)行海洋測試。5年內(nèi)，我們就能看到第一個完整規(guī)模的裝置出現(xiàn)在英國海面?！?/p>

后記：

“巨蟒”目前還處于開發(fā)的早期階段，這一概念也僅僅是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了小規(guī)模的驗(yàn)證，關(guān)于其發(fā)展?jié)摿Φ认嚓P(guān)重要問題仍需今后不斷地求證。但在人們追求綠色、清潔、零污染排放的可再生能源的大背景下，“巨蟒”這種蘊(yùn)藏?zé)o限潛能的新型海洋能裝置必將具有廣闊的發(fā)展前景。