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海洋(yang)是取(qu)之(zhi)不(bu)竭的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源寶(bao)庫。近年(nian)來，世(shi)界各國對海浪(lang)能(neng)(neng)(neng)進行(xing)了大量(liang)研究(jiu)，取(qu)得了一(yi)定(ding)的(de)(de)成果(guo)，但實(shi)現商業(ye)化運行(xing)的(de)(de)項(xiang)目較(jiao)(jiao)少(shao)。其主要瓶頸在(zai)于，在(zai)海水環境中回(hui)轉部件保持長期運轉面臨目前技術難以克服的(de)(de)困難；單(dan)一(yi)的(de)(de)海浪(lang)能(neng)(neng)(neng)、潮汐能(neng)(neng)(neng)等海洋(yang)能(neng)(neng)(neng)利用范圍(wei)較(jiao)(jiao)窄，需要加入(ru)風能(neng)(neng)(neng)、太陽能(neng)(neng)(neng)等其他能(neng)(neng)(neng)源形態，才能(neng)(neng)(neng)克服單(dan)位面積(ji)能(neng)(neng)(neng)量(liang)較(jiao)(jiao)小、收集困難且不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)(de)缺陷。

當(dang)前(qian)，我國(guo)將多能(neng)互補+儲能(neng)的(de)能(neng)源利(li)用方式(shi)作為推進(jin)能(neng)源革命，實現清潔替(ti)代的(de)一(yi)項重要舉措(cuo)，大力(li)探索可再生能(neng)源清潔電力(li)的(de)發(fa)展和(he)創新(xin)。

岸線近海(hai)是海(hai)浪(lang)能(neng)(neng)(neng)、風能(neng)(neng)(neng)、太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)三種(zhong)能(neng)(neng)(neng)量集中的(de)區域，具有得天獨厚的(de)可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源利用優勢，既能(neng)(neng)(neng)破解單(dan)一利用海(hai)浪(lang)能(neng)(neng)(neng)面(mian)臨(lin)的(de)技術瓶頸，又符合國家多能(neng)(neng)(neng)互補(bu)+儲能(neng)(neng)(neng)的(de)清潔能(neng)(neng)(neng)源探索方向。

原理簡單具備經濟性

海浪能、風能、太陽能多能互補壓縮空氣儲能（CAES）海上發電站，其原理是將海浪能、風能轉變為壓縮空氣，太陽能熱量進一步加熱壓縮空氣增加能量，以壓縮空氣為工作媒介推動透平膨脹機—發電機發電。海浪能部分采用打氣筒原理，即浮筒（浮漂）-氣缸結構，海浪下降時氣缸吸氣，海浪上升時氣缸壓縮空氣，往復循環將海浪的能量組轉變為壓縮空氣；風能部分采用自然風力吹動垂直軸風力機旋轉帶動空壓機（僅使用機頭部分）壓縮空氣；海浪能、風能壓縮空氣進入集氣管，集氣管起到儲存、輸送壓縮空氣的作用；太陽能部分采用槽式太陽能集熱管系統收集太(tai)陽能熱(re)(re)量，集熱(re)(re)管(guan)中充滿(man)傳(chuan)熱(re)(re)介質(zhi)（導熱(re)(re)油），傳(chuan)熱(re)(re)介質(zhi)在集熱(re)(re)管(guan)及換熱(re)(re)器間循環，集氣管(guan)與(yu)換熱(re)(re)器相(xiang)連(lian)將(jiang)進(jin)入換熱(re)(re)器中的壓(ya)縮(suo)空氣加熱(re)(re)，使壓(ya)縮(suo)空氣能量進(jin)一(yi)步增(zeng)大；加熱(re)(re)后(hou)的壓(ya)縮(suo)空氣噴入膨脹透(tou)平機帶(dai)動發(fa)電(dian)機發(fa)出電(dian)力。

整個(ge)海(hai)(hai)上(shang)(shang)電(dian)(dian)站是(shi)由框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)群及其支撐的雙層(ceng)海(hai)(hai)上(shang)(shang)平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)構(gou)成(cheng)(cheng)(cheng)的岸線近海(hai)(hai)海(hai)(hai)中構(gou)筑物。長(chang)方體(ti)浮(fu)筒設(she)(she)置(zhi)(zhi)在框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)內，框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)限制(zhi)(zhi)浮(fu)筒的4個(ge)側面且與(yu)(yu)浮(fu)筒保持較(jiao)小適當間隙(xi)，使浮(fu)筒只能隨海(hai)(hai)浪上(shang)(shang)下(xia)垂直運動且不(bu)被卡死；整個(ge)電(dian)(dian)站由多組框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)相連(lian)構(gou)成(cheng)(cheng)(cheng)框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)群，且框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)與(yu)(yu)海(hai)(hai)底(di)固定(ding)連(lian)接；框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)繼續向上(shang)(shang)延伸(shen)構(gou)成(cheng)(cheng)(cheng)第一(yi)層(ceng)平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)即(ji)氣(qi)缸(gang)平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)，平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)由框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)間連(lian)接梁固定(ding)連(lian)接構(gou)成(cheng)(cheng)(cheng)，平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)上(shang)(shang)布(bu)置(zhi)(zhi)海(hai)(hai)浪能壓縮空(kong)氣(qi)集(ji)氣(qi)管(guan)，頂(ding)部(bu)即(ji)第二層(ceng)平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)底(di)部(bu)設(she)(she)置(zhi)(zhi)氣(qi)缸(gang)連(lian)桿(gan)上(shang)(shang)固定(ding)；框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)再(zai)繼續向上(shang)(shang)延伸(shen)構(gou)成(cheng)(cheng)(cheng)第二層(ceng)平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)即(ji)風力機平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)，風力機平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)上(shang)(shang)布(bu)置(zhi)(zhi)風力機、空(kong)壓機、風能集(ji)氣(qi)管(guan)；第二層(ceng)平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)靠近陸地中央位(wei)置(zhi)(zhi)設(she)(she)置(zhi)(zhi)廠(chang)(chang)房建筑，廠(chang)(chang)房建筑內部(bu)設(she)(she)置(zhi)(zhi)換熱(re)器、膨脹透平(ping)(ping)機發電(dian)(dian)機、電(dian)(dian)氣(qi)設(she)(she)備、控制(zhi)(zhi)設(she)(she)備等(deng)，是(shi)整個(ge)電(dian)(dian)站的控制(zhi)(zhi)中心；廠(chang)(chang)房建筑頂(ding)部(bu)平(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)設(she)(she)置(zhi)(zhi)槽式太(tai)陽能集(ji)熱(re)管(guan)系(xi)統。

海(hai)上電站采用壓力差(cha)式背(bei)靠背(bei)多(duo)級氣(qi)缸設計，這樣就使浮筒(tong)-氣(qi)缸拾能(neng)裝置覆(fu)蓋整(zheng)個(ge)(ge)海(hai)面高度，同時，多(duo)級氣(qi)缸的單(dan)個(ge)(ge)缸筒(tong)長度縮(suo)短(duan)，減小了較長缸筒(tong)的加工制造難度降(jiang)低成本。

海(hai)(hai)上(shang)電站原理簡單，設(she)備常見，所處海(hai)(hai)水位置較淺，海(hai)(hai)工造價(jia)較低，具有可(ke)操作性。

相比傳統海上風電優勢明顯

海浪能(neng)(neng)(neng)、風(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)、太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)多能(neng)(neng)(neng)互補壓縮空氣儲能(neng)(neng)(neng)海上(shang)發電站(zhan)作為(wei)新(xin)生事物，其原理(li)及結構不同于風(feng)(feng)力(li)發電直接(jie)將能(neng)(neng)(neng)量轉(zhuan)變為(wei)機(ji)(ji)械轉(zhuan)矩(ju)發出電力(li)，而是加入中間(jian)環(huan)節將自然(ran)能(neng)(neng)(neng)量轉(zhuan)變為(wei)壓縮空氣，符合火(huo)電汽輪機(ji)(ji)、燃(ran)氣輪機(ji)(ji)、汽油機(ji)(ji)等由流體產生動力(li)的方式，通過中間(jian)介質可發揮能(neng)(neng)(neng)量利用范(fan)圍廣、單位能(neng)(neng)(neng)量利用強度高(gao)、儲能(neng)(neng)(neng)、精確控(kong)制等優勢。

海上電(dian)站與(yu)傳統海上風電(dian)項目相比具有以下特點：

第一，能(neng)源利用效率(lv)高(gao)。海(hai)上電(dian)站是(shi)利用壓縮(suo)空氣推動(dong)透平發出電(dian)力，經適當改裝(zhuang)后其尾氣仍可(ke)加(jia)以利用，可(ke)實現(xian)冷(leng)+熱+電(dian)+海(hai)水淡化四(si)聯供，據清(qing)華大學電(dian)機系為國網公(gong)司實驗(yan)的TICC-500壓縮(suo)空氣發電(dian)系統(tong)相關論文，其能(neng)源綜合利用效率(lv)可(ke)達70%-80%，其效率(lv)優勢(shi)是(shi)傳(chuan)統(tong)海(hai)上風(feng)電(dian)項(xiang)目無法比擬的。

第二，經濟性好。海(hai)(hai)上(shang)電(dian)站建(jian)設(she)(she)在(zai)岸線(xian)近(jin)海(hai)(hai)，其海(hai)(hai)深(shen)較淺，一(yi)般為4-10米，且(qie)(qie)距離陸(lu)地(di)較近(jin)，與海(hai)(hai)上(shang)風(feng)電(dian)場(chang)相比(bi)，施工簡單，且(qie)(qie)海(hai)(hai)上(shang)電(dian)站可(ke)建(jian)設(she)(she)橋梁(liang)與陸(lu)地(di)相通，便于(yu)人(ren)員、設(she)(she)備(bei)(bei)、電(dian)力線(xian)纜敷設(she)(she)，甚至可(ke)將操作控制系統設(she)(she)置在(zai)陸(lu)地(di)上(shang)。另外，海(hai)(hai)上(shang)電(dian)站較海(hai)(hai)上(shang)風(feng)電(dian)場(chang)來(lai)說(shuo)，占(zhan)海(hai)(hai)面積小，海(hai)(hai)上(shang)電(dian)站是一(yi)個集中的整體海(hai)(hai)上(shang)建(jian)筑，后期電(dian)站設(she)(she)備(bei)(bei)維護、更換部件相對簡便。

第(di)三，適合島嶼供電(dian)(dian)(dian)。我國海(hai)(hai)(hai)島眾多(duo)，特別是距(ju)離(li)陸地較(jiao)(jiao)遠的海(hai)(hai)(hai)島供電(dian)(dian)(dian)始終是一個較(jiao)(jiao)難(nan)解決的問題(ti)，海(hai)(hai)(hai)上電(dian)(dian)(dian)站明顯優于柴油發電(dian)(dian)(dian)機+風電(dian)(dian)(dian)+光伏發電(dian)(dian)(dian)的模(mo)式，并(bing)可解決海(hai)(hai)(hai)島冷、熱、電(dian)(dian)(dian)、淡水(shui)等問題(ti)。

第(di)四，使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)長(chang)(chang)。海(hai)上風電(dian)一(yi)般設計壽(shou)命(ming)為20-25年，其后期退役拆除費用(yong)較大(da)，但海(hai)上電(dian)站(zhan)使(shi)(shi)用(yong)期限(xian)很長(chang)(chang)，全(quan)生命(ming)周(zhou)期度電(dian)成本更低。

第五(wu)，抗(kang)臺(tai)(tai)風(feng)能(neng)力強。海上電站(zhan)在海中(zhong)形成穩定(ding)的框(kuang)架結(jie)構，其(qi)迎海面為類(lei)似(si)于篩子的框(kuang)架樁柱而不(bu)是(shi)一堵墻，抵(di)抗(kang)臺(tai)(tai)風(feng)等海上惡劣天氣(qi)影響(xiang)的能(neng)力更強。

需為商業化應用積累經驗

我(wo)國幅員遼闊，海(hai)(hai)(hai)(hai)岸(an)(an)線長達18000公里，東(dong)(dong)南沿(yan)海(hai)(hai)(hai)(hai)是(shi)(shi)我(wo)國風能(neng)最為(wei)(wei)豐富地(di)區之一(yi)(yi)，其(qi)中如臺山(shan)、平潭、東(dong)(dong)山(shan)、南鹿、大陳、嵊泗(si)、南澳、馬祖、馬公、東(dong)(dong)沙等海(hai)(hai)(hai)(hai)島(dao)地(di)區，風能(neng)年可利(li)用小時(shi)(shi)(shi)數約在7000-8000小時(shi)(shi)(shi)，年有(you)效(xiao)風功率密度在200W/m2以上，是(shi)(shi)海(hai)(hai)(hai)(hai)上電(dian)站(zhan)(zhan)建(jian)(jian)設的首(shou)選(xuan)地(di)區。同(tong)時(shi)(shi)(shi)，浙江、福建(jian)(jian)、廣東(dong)(dong)是(shi)(shi)我(wo)國經濟最為(wei)(wei)發達、人口稠密、用電(dian)負荷(he)較大的地(di)區，為(wei)(wei)清潔電(dian)力的消納提供(gong)了有(you)力條件。黃(huang)海(hai)(hai)(hai)(hai)岸(an)(an)線山(shan)東(dong)(dong)沿(yan)海(hai)(hai)(hai)(hai)也非常(chang)適合(he)該種電(dian)站(zhan)(zhan)建(jian)(jian)設。渤(bo)海(hai)(hai)(hai)(hai)岸(an)(an)線由于(yu)冬季有(you)海(hai)(hai)(hai)(hai)冰產生，例如秦皇島(dao)、唐山(shan)、天(tian)津岸(an)(an)線冬季結冰期(qi)一(yi)(yi)般(ban)為(wei)(wei)30-40天(tian)左右，海(hai)(hai)(hai)(hai)上電(dian)站(zhan)(zhan)為(wei)(wei)陸地(di)（或島(dao)嶼）設施供(gong)電(dian)，可在冬季結冰期(qi)內將(jiang)浮筒收起(qi)，電(dian)站(zhan)(zhan)利(li)用風能(neng)、太陽能(neng)供(gong)電(dian)，功率不足部(bu)分(fen)可由陸地(di)配合(he)小型天(tian)然氣或其(qi)他方式(shi)補(bu)充供(gong)電(dian)。由于(yu)渤(bo)海(hai)(hai)(hai)(hai)岸(an)(an)線的風能(neng)、海(hai)(hai)(hai)(hai)浪(lang)能(neng)較東(dong)(dong)南沿(yan)海(hai)(hai)(hai)(hai)岸(an)(an)線小，相同(tong)功率情況下，電(dian)站(zhan)(zhan)占海(hai)(hai)(hai)(hai)面(mian)積會(hui)增大。

鑒于海上電站的(de)諸多優(you)勢，可優(you)先在浙江(jiang)、福建、廣東、海南等省岸線近海推廣建設，由海上向陸地(di)供應電力，減少(shao)該(gai)地(di)區火(huo)電裝(zhuang)機，助推沿岸地(di)區的(de)能源結構轉型。

目前，《一種海(hai)浪(lang)能(neng)、風能(neng)、太陽(yang)能(neng)聯合利(li)用發電(dian)站》已被國家知識產權局(ju)(ju)專(zhuan)利(li)局(ju)(ju)授予實(shi)(shi)(shi)用新型專(zhuan)利(li)。當務之急，是建設實(shi)(shi)(shi)驗電(dian)站為(wei)將來商業化應(ying)用積累經(jing)驗。通過建設海(hai)上(shang)實(shi)(shi)(shi)驗電(dian)站，可測得海(hai)浪(lang)能(neng)、風能(neng)壓縮空氣壓力及流量，太陽(yang)能(neng)加熱溫度等(deng)重(zhong)要(yao)參數，并對設備結構進(jin)行進(jin)一步(bu)優化，為(wei)商業化應(ying)用奠定堅實(shi)(shi)(shi)基礎(chu)。