本報記者 鄭琳 通訊員 湯志成 張帆

北京發(fā)電機組據(jù)浙江新聞報道，2月24日上午，世界最大單機容量潮流能發(fā)電機組“奮進號”在浙江舟山秀山島成功下海。該機組經(jīng)試運行一個月后將并入國家電網(wǎng)，屆時其裝機容量將達3.3兆瓦，連續(xù)運行時間和發(fā)電量均居世界前列。

也許很多同學看到新聞會思考，潮流發(fā)電機是什么？大家也許不知道，舟山的潮流發(fā)電機組其實有個雅號，叫“東海小提琴”，而最新下海的這臺“奮進號”則像一把古箏，她們共同組成了“海上樂團”。本期，我們邀請國網(wǎng)岱山縣供電公司的老師，為我們講解這個“海上樂團”北京發(fā)電機組如何奏出清潔能源的故事。

東海“小提琴”和“古箏”

潮水就像“樂手”

在東海之濱，秀山島南部水道上，坐落著世界首座海洋潮流能發(fā)電站，由于造型別致，人送雅號“東海小提琴”。這座誕生于2016年7月的潮流能發(fā)電站，終日與潮流為友、與海洋為伴，源源不斷地將來自大海的清潔能源通過國家電網(wǎng)輸送到千家萬戶。

早期潮流能發(fā)電站全貌 張帆攝

如今海洋潮流能發(fā)電站全貌 湯志成攝

2月24日，潮流能發(fā)電站迎來了一位新成員“古箏”，也就是世界最大單機容量1.6兆瓦潮流能發(fā)電機組“奮進號”，這臺北京發(fā)電機組機組的加入和原有的“小提琴”組合成了“清潔能源交響樂團”，收獲了一大波粉絲關注。

“交響樂團”橫臥在舟山秀山島南面的兩座小島之間，這里水流湍急，潮流能資源豐富，是最適合演奏的天然舞臺。

露在海面上的部分總長近200米，寬35米，平均高20米，相當于8層樓高，技術人員把這一框架結構稱為“總成平臺”。平臺上有不同的“房間”，里面裝著維持設備運行的各項模塊。

第四代機組“奮進號”吊裝 張帆攝

第四代機組“奮進號”下海安裝 張帆攝

就像冰山一樣，海面下才是主角。為了不隨波逐流，科學家將總成平臺北京發(fā)電機組的底部釘入嵌巖樁，將他們牢牢地固定在海床上，以此來充分抵御潮流的沖擊。其次，科學家將他們的“琴弦”也藏在了海面下。

同學們要重點了解一下他們的“琴弦”——水輪機，它是由多片呈水平或垂直方向的葉片組成的機組，主要作用就是將水流的動量轉換為葉片旋轉的機械能，從而帶動發(fā)電機發(fā)電。

潮流能發(fā)電站四代機組演變

那么在茫茫大海上，潮流能機組是如何安裝的呢？科學家為他們量身定制了“即插即用”的設計方案，先將水輪機分別固定在內(nèi)框架中，再由吊裝船將整體模塊緩慢放北京發(fā)電機組入總成平臺里，就像把電池裝入電池倉中一樣方便。簡單來說，發(fā)電機就像共鳴箱，水輪機就像琴弦，潮流則是彈奏的樂手，“交響樂團”按照“早潮才落晚潮來，一月周流六十回”的排班表，日復一日在東海之濱上線“音樂會”。

彈奏它們的樂手——潮流——來源于潮汐引起的水流運動。到了排班表上的時間，潮流會搭乘著浩浩蕩蕩的海水向它們飛奔而來，途中積蓄了巨大的能量，最后奮力地撥動“琴弦”，“琴弦”上的葉片在這股沖擊力下開始轉動，此時發(fā)電機也得到了配合“演奏”的信號，“音樂會”就正式開始了。

潮流北京發(fā)電機組能守時守約，清潔可再生。不過，潮流經(jīng)常來去匆匆，并且每次的熱情程度都不同。為了在有限的時間里追求高質(zhì)量的“演出效果”，科學家為它們設定了最優(yōu)的“琴弦組合”進行“演奏”。為了能與潮流相處的時間多一些，一種雙向流動的運作方式應運而生，這樣一來，每次漲潮和退潮時都能共奏一曲。

同學們可能會問，潮流發(fā)電和普通的水利發(fā)電有什么不同呢？這就要說到潮汐能和潮流能的區(qū)別。

首先，能量形式不同。潮汐能利用的是潮汐垂直方向的勢能，也就是水位差；潮流能利用的是潮汐水平方向的動能，北京發(fā)電機組也就是沖擊力。其次，發(fā)電原理不同。潮汐能的發(fā)電原理和三峽大壩相似，通過海水漲潮時將海水儲存在港灣水庫中，退潮時釋放出海水，期間產(chǎn)生的水位差推動水輪機旋轉；潮流能則是利用海水流動時的能量推動水輪機旋轉。

“奮進號”潮流能發(fā)電機組，為什么牛

那此次下海的第四代潮流能發(fā)電機組“奮進號”和前一代機組相比有啥區(qū)別呢？

首先來看以下這組數(shù)據(jù)：這次單機容量是前一代機組的5倍，發(fā)電能力是前一代機組的8倍，但投資還不到前一代機組的1.5倍，總而言之就是發(fā)電成北京發(fā)電機組本大大降低，為未來潮流能發(fā)電站商業(yè)化開發(fā)運營奠定了基礎。

其次是發(fā)電效率更高了，第四代機組采用雙向變槳讓葉片旋轉角度更加靈活，機組可在雙向潮流中改變?nèi)~槳方向，以此充分捕獲潮流流向，已達到更好的發(fā)電效率。最后是檢修更方便了，以前發(fā)生故障要利用起吊船將機組起吊檢修，很是麻煩，現(xiàn)在“奮進號”內(nèi)設有獨立的檢修通道，工作人員可以通過中央垂直通道直接下到位于水下的機組開展檢修工作。

不管有多少個兄弟，“小提琴”和“古箏”的誕生都是為了響應海洋清潔能源開發(fā)、北京發(fā)電機組建設海洋經(jīng)濟強國，它們的使命就是不斷“彈奏”清潔能源，為應對全球氣候變暖和能源短缺助力實現(xiàn)“雙碳”目標貢獻一份力量。

以海為家，“小提琴”和“古箏”還要面對復雜的海洋環(huán)境帶來的諸多問題：弱堿性的海水長期腐蝕磨損著“琴弦”；海洋垃圾、海洋生物總會纏繞“琴弦”；潮流熱情總是忽高忽低。為了能讓“演奏”效果最佳化，它們也在不斷升級?？茖W家將它們的身體關鍵部位用橡膠密封，外殼涂上了特殊防海洋生物及海水腐蝕油漆，還借助了軸承凈水沖壓技術沖洗設備，通過調(diào)整槳葉達到最佳角度……北京發(fā)電機組在這個日新月異的時代，它們堅持用高科技武裝自己，擺脫海洋困境。

“海上音樂會”的門票價格

聊了那么多關于潮流能發(fā)電站自身的介紹，相信大家一定對音樂會的“門票”比較感興趣。2019年6月20日，潮流能發(fā)電項目上網(wǎng)指導電價得到發(fā)改部門正式批復，為每千瓦時2.58元，這張金額為256萬的結算支票標志著我國潮流能發(fā)電實現(xiàn)首次結算。這個票價貌似有些貴了，畢竟舉行一場演奏會的成本太高，來自“只此一家、別無分店”的壓力太大。不過，相信隨著技術不斷純熟、管理不斷升級，尤其是在大規(guī)北京發(fā)電機組模商業(yè)化后，不再只有這一把“小提琴”時，演奏會的票價會進一步降低。

中國的海岸線有3.2萬千米，尤其浙江、福建海域都有非常大的入駐潛力，相信在不久的將來，它們會成為清潔能源交響樂團名副其實的C位。未來，將有更多的“小提琴”“古箏”們聯(lián)合樂團其他成員（比如風電、光伏等）一起去遠海島嶼演奏。

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