到目前为止,潮汐能发电成本高昂,设计困难。爱丁堡大学工程学教授Conchúr Ó Brádaigh写道,苏格兰的新MaxBLADE项目将改变这一现状

轨道海上力量

潮汐能的潜力巨大。地球表面的70%是海洋,如果我们能够利用这些能源,它将提供世界能源需求的150%。

最近的一次报告发现到2050年,潮汐流能源可以为英国电网提供超过6吉瓦的能源。与海上风能的潜力相比,这可能很小,但与波浪、太阳能和风能相比,潮汐能是完全可预测的,因此可以为我们未来的电网提供重要的基线电源。

它也有可能为英国经济贡献超过400亿英镑的总增加值(GVA),包括数以万计的新工作岗位,主要是在被忽视的沿海社区。

英国政府一直在尽自己的一份力:差价合同(CfD)分配第四轮将支持在2025-27年期间部署超过40MW的潮汐流能源。类似的途径已经使海上风能实现了成本降低和商业可行性:潮汐流的挑战是证明一个可信的成本降低途径,使100兆瓦到兆瓦的安装在2030-40年的时间线。

到目前为止,利用潮汐已经被证明是困难和昂贵的,特别是从工程的角度来看。海洋环境对工程来说是一个困难的环境——具有腐蚀性,难以进入,有时还危险,而且昂贵。潮汐流涡轮机的设计寿命为25年或更长,同时固定在海床上或附着在浮动平台或船只上。

近年来,潮汐轮机技术取得了重大进展。目前最大的潮汐设备是位于奥克尼的2MW轨道海洋动力公司的O2设备,最大的阵列是位于彭特兰湾的megen (4 x 1.5MW设备的6MW)。在过去的几年里,这些机器已经默默地产生了超过50GW/h的电力。

然而,该技术的一个被忽视的领域是潮汐涡轮机叶片的设计和测试。它们是由纤维增强聚合物制成的——与制造风力涡轮机叶片的材料相同。但是,与风力涡轮机相比,潮汐叶片要短得多,设计起来更像飞机机翼,而且缺乏关于如何设计和测试它们的数据,特别是在疲劳方面。这意味着潮汐叶片设计师缺乏数据和信心来增加叶片长度,这限制了使潮汐能更具成本效益所需的涡轮机功率。

这一切即将改变。欧盟地平线欧洲MAXBlade项目于2023年1月启动,由TechnipFMC牵头,包括Orbital Marine Power、Marasoft、TECNALIA、爱丁堡大学、EMEC、Laborelec和欧洲复合材料工业协会,计划将最大的潮汐叶片的长度从10米增加到13米,从而使叶片可以扫描的区域增加70%。MAXBlade团队认为,这将对降低潮汐能发电的平均成本产生最大的影响。

这项工作将建立在《FastBlade》成功的基础上——爱丁堡大学

此外,新叶片将在世界上唯一专门的潮汐叶片疲劳测试中心——爱丁堡大学进行现场测试FastBlade在苏格兰法夫的罗赛斯,与巴布科克国际集团合作建造。

FastBlade采用了爱丁堡大学阿尔特弥斯智能动力公司开发的再生液压系统。的数字位移液压®该系统意味着能量被储存在泵的马达中,而不是浪费在热量中,阿耳特弥斯赢得了这项殊荣2015年MacRobert奖.这有助于解决较短的潮汐叶片共振频率较高的问题,这在以前使水力测试非常昂贵。

球队的位置很好。从索尔特的鸭子-第一个商用波浪能装置-到我们的FloWave爱丁堡大学工程学院长期以来一直是海洋可再生能源的专业领域,现在与业内最好的公司合作。

我们还带来了材料方面的专业知识,旨在使潮汐叶片比目前的风力涡轮机叶片环氧树脂更具可持续性。MAXBlade将通过新型原位聚合热塑性复合材料开发复合叶片材料在寿命结束时的回收途径。

最后,MAXBlade是Rosyth的Arrol Gibb创新园区的一部分,该园区不仅对大规模制造业开放,还提高了当地人的技能,使他们在未来的经济中发挥充分的作用。

MAXBlade是苏格兰和英国在潮汐能技术的设计、制造甚至出口方面世界领先的机遇浪潮的一部分。你可以阅读更多关于这个项目的信息在这里

Conchúr Ó Brádaigh教授是爱丁堡大学材料工程学院院长和系主任