多能互补微网构建“能源长城”
从实际情况来看,通常的海岛用电量不大,并且海岛比较分散,故对大部分的海岛而言不太适宜于在海岛上或海岛临近海域建设固定风电与光伏漂廊。固定式风电需要打桩,而在欠开发的海岛上开展打桩工作,无论是桩基的运输、打桩设备的进退场、风机的吊装以及当地的海洋地质勘探工作,都有现实的困难。从经济性方面来讲也非常不合算。漂浮式微网是海洋油气工程和风电技术的结合,目前在技术上已经成熟。无论是抗台风漂浮基础的设计与建造、基础的海上安装与锚固、结构的抗腐蚀等均有完善、成熟的技术手段可以实现,保障漂浮风电安全和可靠运营。具体优势如下:
可靠性高,高效运营:二次风源发电机组在运行时基本不会出现同时损坏、检修维护现象。
抗台风强,安全稳定:结构是一个直径4米高10米的圆筒柱,重心在3米,最大抗台风能力在56米/秒至60米/秒,在10级台风状况下可以正常工作。
效益极高,回报可观:30年寿命度电成本0.1元以下。在综合电价1元/度的设定条件下最长2年回收投资,后续可低成本使用28年。
创新技术,发电量大:二次风源发电机(人造龙卷风发电)为主体,极端恶劣气候停机12天/年,年均工作为353天。每台风机年可发电135.55万度。
抗腐蚀强,寿命加长:金属结构外表采用5层防腐涂层,逆变器柜、电气柜风扇散热冷却采用负压处理,适应海上工况运行。
维护方便,故障率低:主要部件发电机、电动机、变速箱均安装在底部,方便安装运维,物联网平台可以远程运维。
智能环保,效果优良:无巨大的风叶,所有旋转风叶均内置在一个圆筒柱内,对鸟类无伤害,运行中无废气、废液、灰尘排放。
漂浮式微网发电技术利用海上风力资源,更重要的是为日益增加的海上活动提供能源,风电多元化应用必将使众多海岛从中受益匪浅:远洋轮船、深海远程潜艇、远程科学考察船等可以在大海上直接获取电能;开发海底石油和矿产的工程队可以从海上获得充分的电能;电能的保障为开发海上旅游项目提供了可能;非并网“风、光、储、柴”直接应用于海水淡化、氯碱、有色金属冶炼及非金属加工等大范围高耗能产业。同时,可通过海缆向临近海岛供电。
在光伏发电方面,铜铟镓硒电池光电转换效率达到达21%,砷化镓双结薄膜电池的实验室转化率已经达到31.6%。汉能薄膜电池使用透明高阻封装膜材料ETFE具有阻水、阻氧、耐腐蚀、抗盐雾、抗UV等功能,厚度只有1微米,不及晶硅电池1/100。方便把薄膜贴在防海水腐蚀的材料上,免受海水侵袭。
海岛沿线的风机之间通过薄膜“漂浮组件管廊”连接成一个微网发电、储能、海水淡化、通讯照明一体化的“能源长城”因浮廊成本(相当于船甲板等面积的一个平台)非常高,所以光伏板装机容量减少至240千瓦,最小安装面积1440平方米,二次风源发电机增至11台,最小安装面积165平方米。总控室含输配电、柴油发电、逆变器、通信调度。储能电池最小面积200平方米,淡水制作设备150平方米总共需要1955平方。浮廊平台采用2个长60米宽12米高4米的平台,2个平台中间隔12米之间采用柔性双绞接联接,组成一个等效长60米,宽36米的平台,等效面积为2160平方米,可在极限浪高20米的海况下生存。并可采用多个浮廊平台柔性绞接串联,串联长度最大可达20公里。
太阳能和风能发电成本大幅下降,意味着太阳能和风能发电已经具备了与传统化石燃料发电技术相当的成本竞争力。这使得能源大脑微网能够在完成稳定电力供应这一主要任务的同时,以经济可行的方式实现清洁能源目标。
能源大脑大数据云平台的应用,为能源需求提供了安全性、经济性保障。采用能源大脑微网系统解决方案,可以系统性解决我国海洋面积广阔,众多岛屿的清洁能源需求。
在海上搭建风、光、储、柴多能互补的“能源长廊”微网,通过能源大脑微网大数据云平台对海上能源微网进行全方位智能化控制,为海上安全构建壁垒,在辽阔的海疆树立海上“能源长城”。
责任编辑:蒋桂云
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