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发表于 2011-6-23 10:25:08
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(接上面)
四、 本技术应用和开发建设:
1、 发电技术应用:
1.1 小功率发电单元的应用:投放小功率发电单元可以为灯塔、岛礁、深海养殖体等供电。
1.2 大功率发电场的应用:见右图。这是由10个各自独立的较大发电功率发电单元组成的大型发电场,是通过接插式、集群建设而成,非常便于维修和更换。其可为海岛、大陆、大型海上漂浮物和海上石油平台等设施供电,通过估算成本约为【0.127元/度】。如下:
1.2.1 总投入合计:【43388万元】。其中:
* 设备投入:装机容量10台发电机组共投入11台,其中1台为保养时维修替换备用设备,单台造价估计约250万元。则合计共投入约:11×250万元/台=2750万元。
* 残值:折旧期为10年,残值约20%,合计约550万元。
* 配套设施合计投入:约1088万元。其中包括:陆上机房100平米建筑投入约50万元;海水淡化设备一套投入约60万元;输电配套主海缆4000米投入约为1000万元;制氢设备投入约250万元;设备10年的折旧约20%,约222万元。
* 运行费:10年运行费用合计1050万元。其中:无故障运行时检修期为2年,共检修5次,每次约10万元;11台10年共检修55次,10年合计:10万元/次×5次/台×11台=550万元;运转人工费、管理费、杂费等(三人)10年合计小于500万元。
* 10年合计净投入:3.1.1-3.1.2+3.1.3+3.1.4 =2750-550+1088+1050 =4338万元
* 合计产出计算:每度电发电成本约人民币0.127元。如下:
10台发电量:10年×3768KW×360天/年×24小时/天=32556万度。
副产品(淡水和液氢)计算产值10年保守估计“增值”约200万。
每度电成本约:(总投入-副产品增值)/10年发电量 =(4338-200)/32556 =0.127元/度电。
* 出售电的价格:内网销售价格和进入国家电网的出售价格应该在0.254元/度电以内。
由于海浪发电功率极不稳定,需要将不平稳的交流电转化为直流电或者交流电,那么就需要“逆变器、蓄电池组、50HZ调频、升压装置”等配套设备,这些配套费用较高。另外,上述数值可能有一些偏低,以及会发生不可预见未知造成的费用,再加上税费,充足的提留款等,暂定为成本产值的100%(4338万元),那么内网销售价格则在0.254元/度电。
这里还没考虑“政策补贴”呢!这个结果应该极为宽松,这可是实实在在的费用啊!
1.3 超大型海上海浪发电场则是通过更多的发电单元组建而成,可以说组成数量是无限的。
1.4 联合发电模式:因为本技术是转换表层的海浪能量,故可以和各种海洋发电联产,如高空的海风电;海面以上的光伏发电;海面下的海流发电;深水的温差、盐差、压差发电等;共用一个平台、一套供电系统进行联合发电。若建在“海风电”的周围,就可以和海风电进行联合发电,降低了海风电的发电成本,使较深的海域建立“海风电”成为可能,扩大了“海风电”的应用范围。
1.4 综合联产发电模式:可以利用大型深海养殖平台、海上大型海水淡化设施、海上海洋化工设施或石油开采生产设施作为主体,设置在其周围进行发电,这样不但缩小了输变电的距离,而且建设成本也大大降低。对其供应发出的电力,代替或部分代替了原来不经济的自备的发电系统,这就形成了海洋上的“综合联产发电”模式。
1.5 建立浮动海上加工基地:若增加自身浮力,海上部分则形成大型海上平台,这样就形成了【海洋立体发电综合体】——在海面下导叶转化波能发电。在海面平台上叶轮机主轴输出转矩或发电,直接或间接带动各种机械运行。如:海水淡化机组生产淡水;水电解机组制氢和氧;制冷机组致冰;海上水产品初加工等等。
1.6 立体发电群的建立:每个发电单元都可以实现在海面下海浪发电,在海面平台上建光伏发电群,在空中进行风力发电。这就形成用一个平台、一套控制和输变电系统的发电单元。那么若干台立体发电单元就可以在很大的海面上形成发电群全方位的利用海上的可再生能源。
2、 生产和开发:
2.1 发电单元的设备生产:发电单元适合工厂标准化、系列化、专业化大规模的生产模式,外加工的零部件,在港湾进行海上组装、检验,合格的【可变翼海浪波能发电机组】泊在近海海面待用。
2.2 海上发电场的建设:首先应根据海区的水文气象资料和应用参数选用合适的机型和台数。在建立海上发电场时,可以将整机“拖到”海区锚定即可。由于其具有无基础建设投资,安装简单投产快的特点,是真正的可以【边建设、边投产、边收益、边扩大】的集约化滚动生产建设模式。
五、 本技术与其他海浪发电技术的同比优势:
1、 免维护的“傻瓜”机型优势:由于本技术虽然巨大,但结构极简单,转速极低,还可以做到在海面下的部位无机械传动、无轴承、无润滑要求。接触海水部件都可以选用非金属材料或包覆材料,所以是一种水面下维修几率极少,可以做到在一个发电周期(两年)内 “免维修”,是安全可靠运转的 “傻瓜”机型。
2、 同比其他发电技术:如:同比海浪晃动发电;机械齿轮型转换波浪发电;气压或液压能量转换发电等发电技术。
2.1 本技术的最大优势就是:结构简单、发电功率大,自然发电成本也就低,得以迅速推广。
2.2 对各种海区和海况有广泛的适应性:由于本技术无论海况如何,无论海浪的大小、波长、波向和波高多么复杂和多变,无论水体是否存在海流(更好),还是在海岸线海浪潮流多么紊乱多变,本技术都可以连续发电。而且波动越大、流量越大发电就越多,所以这就降低了对海浪能的参数要求,可选海区余地非常大。
故本技术可适用于有潮汐流和海流的海区发电;适合各种“海候”和“海况”的深海海浪波能发电。尤其是深海海浪波能发电可以在海上建立大型或超大型的发电场。
3、 同比建设投资优势:
由于是单元化的标准机型,建立海上发电场时,可以将整机“拖到”预定海区锚定安放即可,是真正的可以边建设、边投产、边收益、边扩大的集约化建设生产模式。同比其它海发电技术,具有无基础建设投资,结构简单,安装容易投产快的优势,甚至用户自行安装。
六、 设想的项目规划:
说明:下面设想建设的海上电站(场)描述因为没有实验依据,所以是建立在“假设本发电技术是成功和可行”的前提下做出的,选用数据均为估算,所以只能作为理论分析的参考。
1、 试验海区选址:沿海某海区水深约30米,年平均浪高1M以上,每年还大约会有5-8次台风经过,为某小岛供电。
2、 发电场描述:发电场共装机10台“发电单元”。
2.1 有效做功的总面积:中心距间隔400米以上;每个发电单元由四个叶轮机构成,对角线中心距约100米,外径180米;单机4台叶轮机导叶有效做功的总面积=叶轮机个数×(叶轮机覆盖海浪的面积-叶轮机浮体截面积和叶轮与浮体的间隙面积)=4×3.14(402-102)=18840平米
2.2 计算参数设定:
设: 叶轮机综合能量转换效率系数按10%计算。
设: 4台叶轮机上的几千个“小导叶”合计面积占叶轮机导叶覆盖海浪总面积的20%,即有效导叶分布密度约为20%;发电海区“年平均”海浪能按1KW/平米的蕴藏量。
2.3 功率:单台发电机组功率=18840平米×20%×1KW/平米×10%=376.8KW;10机组海上发电场总功率3768KW。
2.4 成本核算(估算):估算成本约为【0.127元/度】如下:
2.4.1 总投入合计:【4338万元】。其中:
* 装机容量10台发电机组共投入11台,其中1台为保养时维修替换备用设备,单台造价估计约250万元。则合计共投入约:11×250万元/台=2750万元。
* 折旧期为10年,残值约20%,合计约550万元。
* 配套设施合计投入:约1088万元。其中包括:
陆上机房100平米建筑投入约50万元;
海水淡化设备一套投入约60万元;
输电配套主海缆4000米投入约为1000万元;
制氢设备投入约250万元;
(抵扣)设备10年的折旧约20%,约222万元。
* 10年运行费用合计1050万元。其中:无故障运行时检修期为2年,共检修5次,每次约10万元;11台10年共检修55次,10年合计:10万元/次×5次/台×11台=550万元;运转人工费、管理费、杂费等(三人)10年合计小于500万元。
* 10年合计投入:3.1.1-3.1.2+3.1.3+3.1.4 =2750-550+1088+1050 =4338万元
2.4.2 合计产出计算:每度电发电成本约人民币0.127元。如下:
* 10台发电量:10年×3768KW×360天/年×24小时/天=32556万度。
* 副产品(淡水和液氢)计算产值10年保守估计增值约200万。
* 每度电成本约:(总投入-副产品增值)/10年发电量 =(4338-200)/32556 =0.127元/度电。
4、 出售电的价格:内网销售价格和进入国家电网的出售价格应该在0.254元/度电以内。
由于海浪发电功率极不稳定,需要将不平稳的交流电转化为直流电或者交流电,那么就需要“逆变器、蓄电池组、50HZ调频、升压装置”等配套设备,这些配套费用较高。另外,上述数值可能有一些偏低,以及会发生不可预见未知造成的费用,再加上税费,充足的提留款等,暂定为成本产值的100%(4338万元),那么内网销售价格则在0.254元/度电。
这里还没考虑“政策补贴”呢!这个结果应该极为宽松,这可是实实在在的费用啊!
3、 运转发电:露在海面上3米的部分为10个对角线约100米的四足钢结构平台,相对海浪是静止的,中心是全封闭的发电机室。海浪下面部分每个发电单元的可变翼叶轮机众多的导叶在上下海浪作用下连续定向旋转,发出的电则由水下海缆各自独立的连接在“控制浮标”上,然后由总海缆连接陆上配电房或是用电户。
4、 配套机构:此海上发电场发出的是交流电也可以是直流电;配电房中的大型“蓄电池”组用于用电的“调峰”和存储;小型的海水淡化厂则消化剩余的电量;夜间更多的余电则电解海水制氢、氧或制冰来消化。
5、 海岛建有备用电站:当某个时期海面风浪很小时,发电量骤减,即使还有风能和光伏发电补充,但还是不够日常用电,于是备用柴油发电机则起动补充。
6、 经济和社会效益:
6.1 经济效益:这个海上电站可供应岛上居民的生活和生产用电,改变了无电可供或用“高价电”的状况,且运转成本极少。
6.2 社会效益:廉价的海浪波能发电结合光伏发电和风能发电将彻底改变海岛的能源缺少的局面,甚至会发展成能源的基地(电解氢和氧产品),极大改变了海岛渔业和养殖业的生产面貌。
6.3 军事意义:如果这是南海某个军事防御性海岛,应用此技术建发电站,不但是终年有电可供,而且这个发电厂拖不烂打不垮!因为其技术最大的特点就是化整为零、发电单元在海面上各自独立,每个之间相隔约400米以上,接插式单元化的布局,即使个别单元受损,不影响其他单元的发电。可以快速地用“插接法”更换损坏了的“独立发电单元”——这个意义重大啊!
6.4 结论:此设想如果真可以实现,结合岛上光伏发电、风能发电,那海岛就变成了海产品养殖和加工基地,成为“世外桃源”了——是真正的“蓬莱仙岛”,也是生态之岛、绿色之岛。 |
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