海浪发电新创举:无人机可去险境寻找潮汐能地点

无人机的用途越来越广泛,来自英国的一个研究团队称,他们的无人机可以帮助寻找适合海上可再生能源项目的地点,极大地降低成本。这个由高地和群岛大学(UHI)领导的无人驾驶飞机团队近期将在苏格兰和威尔士进行试验,以寻找潮汐能的地点。在开始更多关于这个无人机团队的测试内容之前,我们先来谈谈潮汐能。潮汐能是潮汐上升和下降期间海水激增所产生的动力,属于可再生能源,比较常见的方式是潮汐发电。其中一些技术包括涡轮机和桨,主要是通过能量转换来发电,是未来清洁能源的一大研究方向之一。在可再生能源中,传统上潮汐能的成本相对较高,潮汐范围或流速足够高的场所可用性有限,从而限制了总体可用性。随着科学的进步,在设计动态潮汐能和涡轮技术方面有不少新技术,让人看到潮汐能的总利用量可能比以前假定的要高许多。并且,从各方分析上看,经济和环境成本有望降低到民用水平。历史上,潮汐相关的能量转换器具可以追溯到中世纪或罗马时代,在欧洲和北美的大西洋沿岸都曾使用过。当时是比较简单的装置,涌进来的水被装在大型的贮水池中,随着潮水的涌出,水轮转动时利用机械动力生产谷物。从文字描述上看,这些工具颇有些像我国古代水车之类的生产工具。世界上第一个大型潮汐发电站是法国的朗斯潮汐发电站,于1966年投入运营。按装机容量来计算,他们24台涡轮机的峰值功率达到240兆瓦(MW),平均达到57兆瓦,容量系数约为24%。就产量而言,它是最大的潮汐发电站。这个记录直到2011年8月才被韩国的始华湖潮汐发电站打破,因为韩国使用的海堤防御屏障配有10台254兆瓦的涡轮机。除了法国的朗斯潮汐发电站,对潮汐能有进一步推动的要数英国的潮汐能研发机构。世界上第一个潮汐能测试设施EMEC坐落在苏格兰,这个成立于2003年的测试设施,帮助英国开始了海浪和潮汐能行业的发展。与世界上其他的站点相比,英国已经支持并部署了非常多的波浪和潮汐能设备。也正是有如此得天独厚的条件,才极大地推动了前文提到的无人机探索潮汐地点项目。在海洋技术发电量每年递增的当下,来自高地与群岛大学(UHI)环境研究所的本杰明·威廉姆斯博士,领导了来自斯旺西大学和威尔士班戈大学的同事,开展了为期12个月的无人机寻找潮汐能地点项目。UHI的这个团队认为,测量水的流速和流动对于开发离岸可再生能源至关重要。目前的测量潮汐流的方法依赖于使用测量船或安装海底传感器,既费时又昂贵。比如EMEC在真实海况下提供的各种测试场所,有时潮汐流甚至会强到4 m / s(8.9 mph; 7.8 kn; 14 km / h),会令测量工作的开展艰难无比。但这些高成本和高风险的测量是预测潮汐性能、得到水下潮汐流涡轮机的位置,以及优化浮式涡轮机的系泊和设计所必需的。因而这个团队计划先在北高地大陆海岸和奥克尼群岛之间的彭特兰峡湾,以及彭布罗克郡的拉姆齐峡湾进行测试。他们的无人驾驶飞机将被用于在选定的海上地点拍摄水流,具体做法是科学家将对镜头应用自己的算法,以确定水下潮流的速度。如果顺利的话,无人机将可以帮助团队寻找潮汐能地点,极大地促进潮汐能行业的发展。

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