术语表 · 水能与海洋能
潮流能发电
把水下水轮机放在湍急的潮流中发电,原理类似风机,但驱动它的水比空气密度大约 800 倍。
潮流能装置从海峡、水道和岬角附近的海流中提取动能,不需要筑坝蓄水。海水密度约 1,025 kg/m³,所以功率密度很高:
P = ½ ρ A v³ Cp
流速 2.5 m/s(典型的大潮峰值流速)时,每 m² 水流携带约 8 kW,而 12 m/s 的风只有约 0.5 kW/m²。有商业价值的地点,大潮峰值流速要超过约 2–2.5 m/s,水深在 25–50 m。
装置类型包括坐底式水平轴水轮机(苏格兰 Meygen:6 MW,最大的阵列)、把水轮机挂在船体下方的漂浮平台(Orbital O2,2 MW),以及垂直轴或导流罩设计。风轮直径一般为 15–26 m,转速很慢,叶尖速比受空化限制。Betz 极限同样适用,不过水道阻塞效应可以提高实际上限。
- 容量系数:约 30–45%,可根据天文潮准确预测
- 全球可开发资源:研究充分的地点估计为 100–150 TWh/年;彭特兰湾、Raz Blanchard、芬迪湾和印度尼西亚各海峡是首选区域
- 成本:商业化前的 LCOE 通常报告为 200–300 EUR/MWh 左右(Ocean Energy Europe、JRC),英国 2022–2024 年 CfD 中标价约为 180–200 GBP/MWh(2012 年价格)
难点在于生物污损、腐蚀、极高的湍流载荷,以及只能在短暂平潮窗口内完成的昂贵海上作业。