海島建設與潮汐能風能太陽能綜合利用

摘要：我國海島資源豐富，區位特殊，是我國海洋經濟和社會發展的重要依托。太陽能、風能、潮汐能一體化綜合發電系統是一個高效率、低成本、節能、環保、極具商業價值的綜合發電系統，對海島的開發利用將堅持保護為主、適度開發的原則，改變傳統的海洋開發模式，保護海島資源和生態環境具有重要的價值和深遠的意義。

關鍵詞：海島建設 太陽能 風能 潮汐能

前言

我國將加快海島的開發建設和保護管理工作，在10年內將使海島地區的交通、水電等基礎設施得到明顯改善，垃圾及污水處理得到妥善處理，同時全面改善和提高海島生活、生產及投資環境。海島是潛力巨大的資源寶庫，也是支撐未來發展的戰略空間。我國海域遼闊，海洋資源豐富，開發潛力巨大。經過多年發展，我國海洋經濟取得顯著成就，對國民經濟和社會發展發揮了積極帶動作用。大力發展海洋經濟，進一步提高海洋經濟的質量和效益，對于提高國民經濟綜合競爭力，加快轉變經濟發展方式，全面建設小康社會具有重大戰略意義。

一、太陽能、風能、潮汐能一體化發電系統

將太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合，太陽能、風能、潮汐能一體化綜合發電系統是一個高效率、低成本、節能、環保、極具商業價值的綜合發電系統。

利用三種能源的周期性，互補不足，綜合利用，有效融合，達到能源的穩定利用，對促進新能源的利用和發展，緩解我國能源資源短缺以及實現經濟和社會的可持續發展都具有重要的現實意義，也符合科學發展觀的基本要求，對于建設資源節約型，環境友好型社會的意義也十分深遠。

1、太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合

在我國的海島，太陽能、風能、潮汐能三類能源豐富，單獨利用技術日趨成熟，但成本較高，三者能源綜合利用的設備還不多。為此，我們將太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合，以帶動相關產業鏈的發展，促進新能源的利用和發展，緩解我國能源資源短缺以及實現經濟和社會的可持續發展為目的，采用跟蹤聚光裝置兩次反射多面鏡太陽能聚光發電和塞內加爾式風力機達到以下創新點：1.太陽能、風能、潮汐能三者一體化綜合利用，降低成本；2.跟蹤聚光裝置兩次反射多面鏡太陽能聚光發電，低成本、高效、快速、簡便利用太陽能；3.塞內加爾式風力機低風速啟動運轉、高效率持續發電、低噪音；4.解決了潮汐能利用中嚴格受到地理位置限制的問題；5.聚光架采用三角形桁架結構，在確保其剛性和穩定性的前提下，最大限度節省鋼材使用量；6.蝸輪蝸桿傳動機構提高傳動比和承載能力，易于維修及改造升級用于省力手動裝置推廣使用。技術指標有：1.風光互補矩陣發電峰值功率為25.116kW；2.聚光器的理論聚光比>6.5，實際聚光比>5.0；3.自動跟蹤太陽裝置的跟蹤誤差<0.5°；4.單位采光面積的用鋼量<30Kg/m2；5.潮汐能日發電能量為3.28*10 J；6.在穩定電壓和電流情況下每小時產生淡水42.5L。

太陽能、風能、潮汐能一體化綜合發電系統，光電轉換部分采用自動跟蹤聚光光伏發電，將數倍的太陽光聚集到太陽能電池板上，通過提高單位面積電池板的日照強度，使得產生同樣電能所需要的半導體材料大大減少，相當于用普通材料代替昂貴的半導體材料，因此能夠大幅度地降低光伏發電的成本，具有商業運行的經驗（1.2×10 kWh），潛在的運行溫度可達500°C（商業化運行的溫度已達到400°C），商業化的年凈效率為14 %，有最低的材料要求，可以模塊化或聯合運行，可以采用蓄熱降低成本。風能發電部分采用塞內加爾式風力機產生電能。潮汐能利用部分利用蓄水箱收集海水，把海水的重力勢能轉化為電能。三者綜合一體利用，節約單獨利用的成本，大大提高經濟效益、實現低成本和高性價比的新能源綜合利用。

縱觀世界范圍內，風-光互補新能源利用設備的研究已經非常普遍，太陽能、風能、潮汐能單獨利用技術日趨成熟，相關研究也非常普遍，但是太陽能、風能、潮汐能三者綜合利用的設備還不多，相關研究也還有很大的空間。

2、海島上風力發電將成為重要的能源形式

海島上有豐富的風能資源和廣闊平坦的區域，使得近海風力發電技術成為近來研究和應用的熱點。兆瓦級風力發電機組在近海風力發電廠的商業化運行是國內外風能利用的新趨勢。隨著風力發電的發展，陸地上的風機總數將趨于飽和，海上風力發電場將成為未來發展的重點。海上發電也是近年來國際風力發電產業發展的新領域，是“方向中的方向”。中國海上風能資源儲量遠大于陸地風能，儲量10m高度可利用的風能資源超過7億kW，而且距離電力負荷中心很近。海上風力發電項目的建設，加快了海島的建設與發展。

3、海島潮汐發電的發展前景

在探索發展能源新路上，潮汐能和其他新能源一樣，已受到很大重視。目前制約潮汐發電的因素主要是成本因素，到目前為止，由于常規電站廉價電價的競爭，建成投產的商用潮汐電站并不多。然而，由于潮汐能蘊藏量巨大及其發電的許多優點，人們還是非常重視對潮汐發電的實驗和研究。潮汐發電是一項潛力巨大的事業，經過多年來的實踐，在工作原理和總體構造上基本成型，可以進入大規模開發利用階段，隨著科技的不斷進步和能源資源的日趨緊缺，潮汐發電在不遠的將來將有飛速的發展，其前景是非常廣闊的。

要使潮汐能資源開發規模躍上一個臺階，主要應在以下方面做出努力：

（1）在經營和技術改革上，要做好規劃方案，提高電站建設的質量及經營管理水平等主觀因素。

（2）要多借鑒國外已有潮汐能發電技術的研究以及開發的對潮汐能利用的新技術。我們可以積極借鑒英國、瑞典等潮汐能發電技術相對成熟國家的新技術，例如新型的潮汐發電裝置、水下潮汐電站等，并且應自主研發出該方面的新技術，發展我國的潮汐能發電事業。

（3）政府也應加大給予潮汐能利用的開發優惠條件，制定相應的扶持政策加稅收減免和電價補貼等優惠政策來吸收投資者，并制定和完善相應的電力競爭，使投資者更注重技術和管理的改革，使得潮汐發電有充足的資金投人和積極的技術開發，從而實現更快更好地發展。

二、海島清潔能源的利用對海島的開發價值

風能和潮汐能都是可再生資源，取之不盡、用之不竭的無污染可再生新能源，具有誘人的發展前景，風力發電由于其具有效益和環保上的一系列優勢，將首先成為可以與常規能源發電相競爭的新能源發電方式。潮汐發電近年來也獲得了很快的發展，技術上不斷進步，加之蘊藏量巨大，開發優勢明顯，未來的發展空間也不可估量。21世紀注定是一個開發利用新能源的時代，而由于發展早，技術進步大，風能和潮汐能的利用注定將在我國的發展中發揮越來越大的作用，風力發電和潮汐發電必將對我國的傳統發電行業形成強勢的沖擊，一個大規模開發風能和潮汐能的時代即將來臨！

1、海上風電。優化開發布局，扶持與農漁業兼容發展的潮間帶風電建設，積極發展離岸風電項目，提高產業集中度，有序推進海上風電基地建設。加強海上風電輸電規劃，完善配套基礎設施，提高氣象保障能力，加強電網并網技術研究。

2、海洋潮汐能。加強海洋能資源勘查，科學選劃海洋能利用空間。改變傳統的“填海造島”、“填海造地”的開發方式，充分利用潮汐帶，建立蓄能發電系統，其上部可以結合旅游、地產或其他產業進行聯合開發建設。建設近岸萬千瓦級潮汐能電站、近岸兆瓦級潮流能電站、海島多能互補獨立電力系統等示范工程，積極推進產業化進程。

積極開發利用潮汐能、波浪能、海上風能等清潔能源，鼓勵資源節約型和環境友好型產業園區建設。在濱海濕地、三角洲和海島等典型生態區，鼓勵發展生態漁業、生態旅游和海洋清潔能源，充分發揮其藍色碳匯功能，實現經濟效益、社會效益和生態效益的有機統一。

加快發展海洋產業節能環保技術。增強涉海企業節能減排意識，建立以企業為主體的節能技術創新體系。推廣先進節能技術和產品，積極發展海洋環保裝備及環保材料，加快淘汰高耗能老舊漁船和裝備，著力解決海上溢油、重金屬、有機污染物、放射性物質等主要海洋污染物的防治問題。加快制定涉海行業節能減排標準。

三、對我國海島建設的發展及前景展望

我國海島資源豐富，區位特殊，是我國海洋經濟和社會發展的重要依托。但是海島一般遠離大陸，交通不便，而且淡水資源短缺。近年來，在對海島的開發利用中出現了一些問題，首先是海島開發普遍缺少規劃，隨意炸山采石、傾倒垃圾等已造成海島生態大規模退化和破壞，工程項目大規模圍填造成許多珍貴海島整體滅失。特別是一些特殊海島保護不力，危害到國家利益和主權權益，在我國已經公布的77個領海基點中，位于海島上的就有75個，有些海島還是重力點、天文點、水準點、全球衛星定位控制點，而目前這些島嶼普遍存在著安全隱患。據悉，國家海洋局目前已全面啟動海島規劃、立法、政策研究和特別保護區建設工作。預計在1-2年內，發布《國家海島保護與開發規劃》、《海島開發與保護管理辦法》等，建立和完善海島保護和開發法律制度體系，加強海島生態和環境管理。今后對海島的開發利用將堅持保護為主、適度開發的原則，保護海島資源和生態環境，維護國家海洋權益和國防安全。同時調整海島開發秩序，發展海島港口、旅游、漁業及海洋能源等資源優勢產業。

海島作為國防的前沿和海洋資源和環境的核心點，有著很高的權益、安全、資源和環境價值。由于歷史原因，有的經濟建設相對落后，是我國東部的\"西部區域\"。因此，從事海島管理工作必須要有明確的思路，我認為最主要的是把握好以下幾條：

一是要堅持開發與保護并重，堅持在開發中保護，在保護中開發的方針，堅定不移地走可持續發展的道路。二是要堅持以經濟建設為中心。發展是硬道理，海島工作必須圍繞經濟建設這個中心，使海島經濟成為國民經濟新的增長點。三是要堅持因島制宜，打好\"特色牌\"。每個海島都有自己的特點，一定要從自身的實際出發，揚長避短，在充分發揮優勢上做足文章，切不可照搬別人的經驗。21世紀是海洋世紀。發展海洋事業，是中國走向現代化的必由之路。

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