几百年来,潮汐海岸的潮汐能一直被用来驱动小型潮汐磨坊。直到上个世纪,利用潮汐能发电才被证明非常成功,当时法国拉朗斯于 1967 年建造了潮汐发电厂。该发电厂使用大型屏障来产生驱动涡轮机所需的海平面水头。由于成本过高以及对环境影响的担忧,此类发电厂的建设进展非常缓慢。小型、高效且廉价的水下涡轮机的建造发展为利用当地潮汐流将电力输送到偏远地区提供了小规模运营的可能性。由于这种电力的产生与当地水体的潮汐能有关,因此了解特定地点的能量平衡(即通过开放边界流入的能量以及在当地域内产生和耗散的能量)非常重要。问题是如何利用潮汐能,同时将当前潮汐状态的可能变化保持在最低限度。在一些地方,建造拦河坝的旧方法可能仍然非常有用。分析了在小海湾建造的潮汐发电厂的基本原理,以了解潮汐发电厂评估的主要参数,即发电量。新方法是将涡轮机(类似于风车的设备)放置在潮汐流的路径上。从理论上讲,这种涡轮机可用于发电的电量与水的密度和速度成正比
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摘要:需要增加可再生能源以实现零净目标并脱碳。利用潮汐涡轮机利用潮汐的可预测能力可以为此做出贡献。潮汐能是目前成本较高的新生技术。但是,已经观察到降低成本,而在获得财政支持的其他可再生能源技术中的部署增加了,并且据推测,潮汐能量会发生类似的事情。通过差异合同(CFD)计划,第一个潮汐流项目已在英国获得市场支持,预计将在2028年委托近100兆瓦。这项工作使用学习率来调查可能需要进行多少投资,以通过研究和创新以及通过补贴的部署以及研究和创新来降低成本。使用一系列知情的“如果?”方案,它显示对关键输入的敏感性。结果表明,所需的支持对学习率最敏感,将其从15%降低到12.5%或10%或10%或超过四倍的投资所需的投资。支持也高度依赖于学习的起始成本,这是2025年的CFD打击价格。在156至220英镑/MWH之间的变化分别导致6.7英镑和22.3亿英镑的总投资。最重要的是,补贴部署以通过学习和资助创新来降低成本以维持高学习率之间需要平衡。
库克湾约占美国潮汐能总量的 30%。它位于基奈半岛旁边,该地区由荷马电力协会 (HEA) 提供服务。HEA 构成阿拉斯加铁路带电网的最南端,整个电网为该州约 75% 的人口提供服务,横跨阿拉斯加中南部,从南部的荷马到北部的费尔班克斯。2020 年,铁路带公用事业公司售出了 4,408 千兆瓦时 (GWh) 的电力,HEA 的销量占其中的 11%(496 GWh)。尽管拥有丰富的自然资源,阿拉斯加仍然是能源价格最高的州之一。有人提议增加该地区的可再生能源以解决这些高价格问题。由于入口处的潮汐流速很大且高度可预测,再加上它靠近阿拉斯加大多数人口,因此有人提议使用潮汐能发电;然而,迄今为止还没有研究从电网整合的角度评估其作为混合能源组合的一部分的潜力。
I. 引言 使用可再生能源已被认为是应对人为气候变化的关键战略。这些能源被认为是可持续的,因为它们可以自然补充并且不会产生温室气体。实现低碳经济和应对全球气候变化挑战的重要一步是实施可再生能源替代品。这场绿色革命是由太阳能和风能引领的。由于此类资源丰富,将波浪能和潮汐能等新形式的可再生能源纳入当前的资源组合将有助于向 100% 可再生能源的未来过渡 [1]。利用多种资源组合将提高能源供应系统的可靠性,并降低将可再生能源纳入当前发电结构的成本。能源互补的概念是指多种可变的可再生能源协同工作以提高系统可靠性的能力,从而减少能源发电不足的时期。可再生能源资源的互补性评估对于设计这些资源的最佳组合以满足负荷要求至关重要。
英国在潮汐能等尖端清洁技术的创新以及制定推动净零排放的政策和监管机制方面具有显著优势。英国的差价合约机制在降低海上风电发电成本方面取得了显著成功。但尽管英国在部署海上风电方面已跃升为领导者,但在这一过程中,英国在很大程度上错过了供应链机会。潮汐能是一个新兴领域,英国目前在全球处于领先地位。与风力发电的经验不同,英国有机会从一开始就将国内部署目标与强大的国内供应链支持结合起来。这种方法还有可能通过边做边学和规模经济来降低潮汐能的成本,就像风能和太阳能发电成本中已经看到的那样。鉴于全球竞相从净零排放中获取经济利益的竞争日益激烈,确定和建设潮汐能等现有优势领域的国内产能应该是英国的战略重点。
储能(CCS)和热能与运输部门的脱碳。虽然光伏和风能(重点是海上风能)的装机容量最大,但这些间歇性可变能源面临着复杂的系统集成挑战,尤其是由于平衡和储备要求的增加以及极端天气条件下的长期可靠性、安全性和弹性问题。1 因此,能源资源多样化至关重要,同时还要提高系统灵活性以应对低碳能源资源的变化。在此背景下,潮汐流(TS)技术可以成为未来能源结构的一部分,由于潮汐能分布与光伏和风能分布之间的相关性较低,因此可以提高其多样性。2 新兴研究表明,采用潮汐流能源可以增强供需平衡 3,4
新的偏远社区能源系统模型 (EnerSyM-RC) 旨在量化怀特岛能源系统中采用潮汐能、太阳能光伏、海上风电和能源储存的影响。基于可再生能源总发电量与预计年需求(相当于 136 MW 平均功率)相匹配的情景,安装 150 MW 太阳能光伏、150 MW 海上风电和 120 MW 潮汐能容量可增强供需平衡,同时还可降低最大电力盈余幅度,与表现最佳的太阳能+风能系统相比,两者均降低 25%。采用潮汐能还将总陆地/海洋空间减少 33%。采用潮汐能容量的经济可行性在很大程度上取决于储备能源的价格;当储备能源价格超过 2022 年远期交付合同平均价格(250 英镑/MWh)时,采用潮汐能容量可降低全系统能源的平准化成本(相对于太阳能+风能系统)。当潮汐能的溢价被储备能源的节省所抵消时,整个系统的能源平准化成本将达到 92 英镑/兆瓦时,这一临界点就会出现。一般来说,这些由潮汐能采用而产生的系统效益在一系列不同的需求状况下是一致的,并且在年度可再生能源总供应量相对于需求量过大的情况下也是如此。
Supergen ORE 中心是一个由工程和物理科学研究委员会 (EPSRC) 资助的 900 万英镑项目,该项目汇集了学术界、工业界、政策制定者和公众,以支持和加速海上风电、波浪和潮汐技术的发展,造福社会。该中心由普利茅斯大学领导,包括来自阿伯丁大学、爱丁堡大学、埃克塞特大学、赫尔大学、曼彻斯特大学、牛津大学、南安普顿大学、斯特拉斯克莱德大学和华威大学的联合主任。Supergen ORE 中心是 EPSRC 创建的三个 Supergen 中心和两个 Supergen Network+ 之一,旨在提供可持续发电和供应方面的战略和协调研究。https://www.supergen-ore.net/ 由 Martin Budd 设计顾问设计
摘要 人口和工业需求不断增长,可再生能源和能源可持续性对于满足能源需求的指数增长至关重要。然而,可再生能源的不可预测性仍然是持续能源供应的一个问题。多年来,阿拉伯联合酋长国 (UAE) 一直在投资可再生能源技术,特别是太阳能、核能、风能、废物能源和水力发电。然而,这似乎仍然不够,化石燃料的短缺引发了一场令人担忧的能源讨论。因此,除了审查该国现有可再生能源的缺点外,这项工作还旨在寻找阿联酋潮汐能的可行性。潮汐能是一种新能源,但可预测性很高,如果应用得当,它可以增加可持续的解决方案。根据初步研究,阿联酋拉斯海马的萨卡尔港可以安装面积为 102 平方公里的潮汐泻湖,并安装双循环可逆涡轮机。平均水头差为 1.6 米的地点足以满足阿联酋总能源需求的 1%。关键词:退潮、水头差、可再生能源、萨克尔港、潮汐能、潮汐泻湖。