水平轴与竖直轴潮流能发电装置的异同

1、水平轴与竖直轴潮流能发电装置的异同1、 水平轴潮流能发电装置1、 定义：旋转轴与水流方向平行,利用水流推动叶轮、旋转桨叶来实现发电的发电装置 2、结构：水轮机、载体和发电机 3、分类：（1）按照水轮机分类：风车式、空心贯流式、导流罩式l 风车式潮流能水轮机水下风车风车式潮流能水轮机是目前技术比较成熟、发展最快的机型。风车式潮流能水轮机的工作原理和结构都与现代风力机类似,其水轮机翼型叶片可以是固定的,也可以是可调的。风车式潮流能水轮机结构简单,稳定性较好,获能系数较高。目前,风车式潮流能水轮机已为许多公司所推崇采用, 其主要代表公司有英国洋流水轮机公司（Marine Current Turbin

2、es）、英国SMD公司、美国绿色能源（Verdant Power）公司和福伊特水电潮汐（Voith Hydro Tidal）公司等。l 空心贯流式潮流能水轮机空心贯流式潮流能水轮机的代表公司是爱尔兰Open Hydro公司和加拿大Cleaner Current Power公司。l 导流罩式水平轴潮流能水轮机这种水轮机是在水平轴水轮机转子叶轮外面增加一个导流罩。（提问：导流罩的作用？）导流罩具有导流、聚能的作用,可以使通过水轮机的水流能量更加集中,获能效果更高。目前采用导流罩式潮流能水轮机技术的主要公司有英国月能（Lunar Energy）公司、美国水下风筝（Underwater Electri

3、c Kite）公司和新加坡（Atlantis Resourses）公司等。 （2）按照载体分类：漂浮式、坐底式和桩柱式（在竖直轴部分再作介绍） 4、特点：（1）需要不停地改变叶片方向以保持水流方向与转轴方向一致 （2）水平轴水轮机式潮流能发电装置技术发展最为成熟，已有兆瓦级项目。（3） 现有的在建、已建项目和概念设计项目统计中，水平轴式装置仍是主导（占50%，竖直轴占23%，其余占27%）。（4） 目前的大型机组多采用水平轴式装置。2、 竖直轴潮流能发电装置1、定义：旋转轴与水流方向竖直,利用水流推动叶轮、旋转桨叶来实现发电的发电装置 2、结构：水轮机、载体和发电机 3、分类：（1）按照水轮机

4、分类：直叶片式、螺旋叶片式、导流罩式（没有相关资料） （2）按照载体分类：漂浮式、坐底式和桩柱式l 漂浮式潮流能发电装置基本组成包括竖轴水轮机、载体、发电机、锚泊系统。 载体设计成趸船、双体船、箱形结构或其他形式浮体。世界 上 第 一 个 漂 浮 式 潮 流能 实 验 装 置“万 向 I”号70k W 漂浮式潮流能电站由哈尔滨工程大学于 2002 年 1 月建造完成，安装于浙江省岱山县龟山水道，见图 l 坐底式潮流能发电装置基本组成包括基座、 支撑结构、竖轴水轮机和发电机。 支撑结构与基座连成一体，坐于海床上，水轮机安装在支撑结构上，在潮流的作用下运行带动发电机发电。典型的基于竖轴水轮机的坐底

5、式潮流能发电装置是加拿大蓝能（Blue Energy）公司开发的双转子2250k W 坐底式潮流能发电装置。该发电装置的竖轴水轮机叶片呈圆周分布，与转轴平行，水轮机通过齿轮增速箱与上部发电机相连。l 桩柱式潮流能发电装置基本组成包括支撑桩柱、竖轴水轮机和发电机，支撑桩柱需要打入海底固定。目前， 桩柱式潮流能发电装置主要基于水平轴水轮机，基于竖轴水轮机的应用还比较少， 典型的有韩国于 2007 年在 Uldolmok 水道完成的 1MW 的潮流能电站， 该电站采用网状塔架结构支撑，三叶竖轴螺旋形固定叶片水轮机。l 总结：潮流能发电装置的布放形式选取也是其开发利用的一项重要技术环节，决定了潮流能发

6、电装置的安装 置，潮流能资源丰富区域多位于海峡、水道、湾口等航运十分频繁区域，虽然漂浮式布放的安装结构和维护更为简单，技术也相对更成熟。但却与通航等重要海洋经济产生冲突，因此从长远的角度说，坐底式布放将更具潜力。4、 特点：（1）竖直轴式装置不必改变方向以适应水流方向，因此装置结构较水平轴式更为简单，结构也更加稳定 （2）竖直轴可变偏角直叶水轮机可以根据设计要求实现低速或高速运行，模型试验已证实其具有自启动能力和较高的能量利用系数，是潮流电站水轮机的优选机型（3） 竖轴水轮机式潮流能发电装置具有适应流向性强，适合大规模阵列布置等特点，具有独特的应用优势。近年来受到许多国家的重视 ，目前处于理论研究和实验示范的快速发展阶段。（4） 竖直轴式装置目前技术尚未成熟，应用在小型机上的情况比较多。3、 相同点1、 两种装置均是将潮流的动能转换为电能的发电装置；2、两种装置的基本结构相差不大（水轮机、载体和发电机）；3、两种装置的水轮机均可选择使用导流罩来实现导流、聚流的目的；4、两种装置的搭载方式没有太大差别。5、两种装置仍处在实验示范阶段，离规模化、商业化还有很大一段距离4、 不同点