新型雙流向發電設備(以下簡稱“雙流向設備”)
與其他方式(波浪、洋流、海風和河流)發電設備相比,其采能和電能轉化效率均明顯提高,原因如下:
1、波浪發電:
(1)傳統波浪發電只采集勢能,而雙流向設備用導流方法采集波浪水平運動的動能,其能量是勢能的5倍。不但提高了效率,也大大增加了穩定性和連續性,克服了傳統波浪發電的間斷性問題。
海洋發電設備的采能效率高低是衡量設備優劣的主要核心指標。去年國家重點研發計劃中要求波浪能的采集效率須達到18%,雙流向設備2017年在清華大學水利水電系的測試中已達到20%。
(2)傳統波浪發電為克服間斷性問題都采用液壓馬達帶動發電機發電,轉換過程中能量損失很大,效率降低。雙流向設備直接把葉輪軸與發電機相連,減少了能量的中間損耗過程,大大提高了發電效率。
2、洋流(或潮流)發電:
目前的洋流(或潮汐)發電都是把按風力發電原理制造的旋葉放入水中,由洋流(或潮流)推動發電。由于水的粘滯性比空氣大得多,所以葉片旋轉的阻力增大,效率降低。另外因葉片面積較小,限制了潮流能量的采集,并且還需要根據海水流動方向不斷改變設備朝向。我國浙江舟山由多國合作研究制造的450千瓦潮流能發電平臺就是最好的證明。該設備的采能范圍較小,當流速低于2.5米/秒時葉片就無法發電,而雙流向設備無論流速多小都能發電。
此外,采用水中風車的發電設備會對海洋生物生存環境造成破壞,影響生態平衡,也容易被海中雜物纏繞,影響發電。而雙流向設備對海洋生態平衡影響很小,不容易被雜物纏繞,也無需隨海流方向變化轉動設備。
還有一個根本區別,水中風車發電機是安裝在水中,安全性降低,而雙流向設備不與海水接觸,安全性好,壽命延長,對制造工藝的要求降低,成本與故障率均隨之降低。
3、風力發電:
現有風力發電技術雖已成熟,但存在以下不足:(1)制造成本較高。(2)風葉運輸成本較高。(3)輸電成本較高(因風力發電區域都遠離用電區域。若在大海中應用風力發電,需要在海底打樁固定,成本更加高昂)。4)增大功率困難(因葉片采風面積受限)。5)維護困難。
雙流向設備的技術優勢為:制造、運輸成本低,發電效率高,輸電成本低,功率不受限制,且可以小型化(如做成1KW—10KW裝置),安裝在家庭房頂上,院子里,以及各種建筑上,可與太陽能完美結合直接接入用戶,這也是該技術的最大亮點之一。
4、河流發電:
目前的技術都是攔河筑壩,將水的勢能轉化為電能。其缺點是破壞了生態環境,造價高,也浪費了水流的動能。而雙流向設備不用攔河筑壩就可將水的動能獲得電能,還可利用現有水電站進行二次發電。另外,該技術的另一亮點就是可與橋梁建設完美結合,極有推廣價值。