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海洋是取之不(bu)竭的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)源寶庫。近年(nian)來，世界各(ge)國對海浪(lang)能(neng)(neng)(neng)(neng)進行了(le)大量(liang)研究，取得(de)了(le)一(yi)定的(de)成果(guo)，但實現商業化運行的(de)項目較(jiao)少。其(qi)主(zhu)要(yao)瓶(ping)頸(jing)在于，在海水環境中回轉(zhuan)部(bu)件保持長期運轉(zhuan)面(mian)臨目前技(ji)術(shu)難(nan)以克服的(de)困難(nan)；單(dan)一(yi)的(de)海浪(lang)能(neng)(neng)(neng)(neng)、潮汐能(neng)(neng)(neng)(neng)等(deng)海洋能(neng)(neng)(neng)(neng)利用范圍較(jiao)窄，需要(yao)加入(ru)風能(neng)(neng)(neng)(neng)、太陽能(neng)(neng)(neng)(neng)等(deng)其(qi)他(ta)能(neng)(neng)(neng)(neng)源形態(tai)，才能(neng)(neng)(neng)(neng)克服單(dan)位(wei)面(mian)積能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)較(jiao)小、收集困難(nan)且(qie)不(bu)穩定的(de)缺陷。

當前，我(wo)國將多能(neng)互補(bu)+儲能(neng)的(de)能(neng)源利用方(fang)式作為推(tui)進能(neng)源革命，實現清潔(jie)替代(dai)的(de)一項(xiang)重要舉措(cuo)，大力(li)探索可再生能(neng)源清潔(jie)電力(li)的(de)發(fa)展和創新。

岸線近海(hai)是海(hai)浪能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、太陽能(neng)(neng)三種能(neng)(neng)量集中的區域，具有得天獨厚的可再生能(neng)(neng)源利用(yong)優勢，既能(neng)(neng)破解單(dan)一(yi)利用(yong)海(hai)浪能(neng)(neng)面臨的技(ji)術瓶頸，又符(fu)合國家多能(neng)(neng)互補+儲(chu)能(neng)(neng)的清潔(jie)能(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(shou)集(ji)太(tai)陽能熱(re)(re)(re)量，集(ji)熱(re)(re)(re)管中充滿(man)傳熱(re)(re)(re)介(jie)質(zhi)（導(dao)熱(re)(re)(re)油(you)），傳熱(re)(re)(re)介(jie)質(zhi)在集(ji)熱(re)(re)(re)管及(ji)換(huan)熱(re)(re)(re)器(qi)間循環，集(ji)氣管與換(huan)熱(re)(re)(re)器(qi)相連將進(jin)入換(huan)熱(re)(re)(re)器(qi)中的壓縮空(kong)氣加熱(re)(re)(re)，使(shi)壓縮空(kong)氣能量進(jin)一步(bu)增(zeng)大；加熱(re)(re)(re)后的壓縮空(kong)氣噴入膨脹透平機帶動發電(dian)機發出電(dian)力。

整(zheng)(zheng)個(ge)(ge)海上電(dian)站(zhan)(zhan)是由(you)框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)群(qun)及其(qi)支撐的(de)雙層海上平臺構成(cheng)(cheng)的(de)岸線近海海中(zhong)構筑物。長(chang)方體浮筒(tong)設置(zhi)(zhi)(zhi)在框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)內(nei)，框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)限制浮筒(tong)的(de)4個(ge)(ge)側面(mian)且與(yu)浮筒(tong)保持較小(xiao)適當(dang)間隙，使浮筒(tong)只能(neng)隨海浪上下垂直運動且不被卡死；整(zheng)(zheng)個(ge)(ge)電(dian)站(zhan)(zhan)由(you)多組框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)相連(lian)(lian)構成(cheng)(cheng)框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)群(qun)，且框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)與(yu)海底(di)固定(ding)連(lian)(lian)接(jie)；框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)繼(ji)續向上延(yan)伸(shen)構成(cheng)(cheng)第(di)一層平臺即(ji)氣缸平臺，平臺由(you)框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)間連(lian)(lian)接(jie)梁(liang)固定(ding)連(lian)(lian)接(jie)構成(cheng)(cheng)，平臺上布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)海浪能(neng)壓(ya)縮空氣集(ji)氣管(guan)(guan)(guan)，頂部即(ji)第(di)二層平臺底(di)部設置(zhi)(zhi)(zhi)氣缸連(lian)(lian)桿(gan)上固定(ding)；框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)再繼(ji)續向上延(yan)伸(shen)構成(cheng)(cheng)第(di)二層平臺即(ji)風(feng)力(li)機平臺，風(feng)力(li)機平臺上布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)風(feng)力(li)機、空壓(ya)機、風(feng)能(neng)集(ji)氣管(guan)(guan)(guan)；第(di)二層平臺靠近陸地中(zhong)央位置(zhi)(zhi)(zhi)設置(zhi)(zhi)(zhi)廠(chang)房建筑，廠(chang)房建筑內(nei)部設置(zhi)(zhi)(zhi)換熱器(qi)、膨脹(zhang)透(tou)平機發電(dian)機、電(dian)氣設備(bei)、控制設備(bei)等，是整(zheng)(zheng)個(ge)(ge)電(dian)站(zhan)(zhan)的(de)控制中(zhong)心；廠(chang)房建筑頂部平臺設置(zhi)(zhi)(zhi)槽(cao)式(shi)太陽(yang)能(neng)集(ji)熱管(guan)(guan)(guan)系統(tong)。

海(hai)(hai)上電(dian)站采用(yong)壓力差式背(bei)(bei)靠背(bei)(bei)多(duo)級氣(qi)(qi)缸設計，這樣就使浮筒-氣(qi)(qi)缸拾能裝(zhuang)置覆蓋(gai)整(zheng)個(ge)海(hai)(hai)面(mian)高度，同時，多(duo)級氣(qi)(qi)缸的(de)(de)單個(ge)缸筒長(chang)度縮短，減小了較長(chang)缸筒的(de)(de)加工制(zhi)造難(nan)度降低(di)成本。

海上電(dian)站原(yuan)理簡單(dan)，設備常見，所處海水位置較淺，海工造價較低(di)，具有可操作性。

相比傳統海上風電優勢明顯

海浪能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、太陽(yang)能(neng)(neng)多(duo)能(neng)(neng)互補(bu)壓縮(suo)(suo)空氣(qi)儲能(neng)(neng)海上發電(dian)站作為(wei)新生事物，其(qi)原理(li)及結構不同于風力(li)(li)發電(dian)直接將能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)為(wei)機(ji)(ji)械轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)發出電(dian)力(li)(li)，而是(shi)加入(ru)中間(jian)環(huan)節將自然能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)為(wei)壓縮(suo)(suo)空氣(qi)，符合火電(dian)汽輪機(ji)(ji)、燃(ran)氣(qi)輪機(ji)(ji)、汽油機(ji)(ji)等(deng)由流(liu)體(ti)產生動力(li)(li)的方式，通(tong)過中間(jian)介質可發揮能(neng)(neng)量(liang)利(li)用范(fan)圍廣、單位能(neng)(neng)量(liang)利(li)用強度(du)高、儲能(neng)(neng)、精(jing)確控制等(deng)優(you)勢。

海上(shang)電(dian)站與傳統海上(shang)風電(dian)項目相比具有以(yi)下特(te)點：

第一(yi)，能(neng)源利用(yong)效率高。海上電(dian)(dian)站是利用(yong)壓縮空氣(qi)推動(dong)透平發出電(dian)(dian)力，經(jing)適(shi)當改(gai)裝(zhuang)后其(qi)尾氣(qi)仍可加以利用(yong)，可實現冷+熱+電(dian)(dian)+海水淡(dan)化四聯(lian)供，據清華大學電(dian)(dian)機系為國網公司實驗的TICC-500壓縮空氣(qi)發電(dian)(dian)系統相關論文，其(qi)能(neng)源綜合利用(yong)效率可達(da)70%-80%，其(qi)效率優(you)勢是傳統海上風(feng)電(dian)(dian)項目無法比擬的。

第二，經濟(ji)性好。海(hai)(hai)上(shang)電(dian)(dian)站建(jian)設在(zai)岸線(xian)近海(hai)(hai)，其海(hai)(hai)深較淺(qian)，一(yi)般為4-10米，且距離陸(lu)地(di)較近，與海(hai)(hai)上(shang)風電(dian)(dian)場相比，施(shi)工簡單，且海(hai)(hai)上(shang)電(dian)(dian)站可建(jian)設橋梁與陸(lu)地(di)相通(tong)，便于(yu)人(ren)員、設備(bei)、電(dian)(dian)力線(xian)纜(lan)敷(fu)設，甚(shen)至可將操作控制系(xi)統設置在(zai)陸(lu)地(di)上(shang)。另(ling)外，海(hai)(hai)上(shang)電(dian)(dian)站較海(hai)(hai)上(shang)風電(dian)(dian)場來說，占海(hai)(hai)面(mian)積小，海(hai)(hai)上(shang)電(dian)(dian)站是一(yi)個集中的(de)整體海(hai)(hai)上(shang)建(jian)筑(zhu)，后期電(dian)(dian)站設備(bei)維護、更換(huan)部件相對簡便。

第(di)三，適合島(dao)(dao)嶼供電(dian)(dian)(dian)。我(wo)國海(hai)(hai)島(dao)(dao)眾多，特(te)別是距(ju)離陸地較遠的(de)海(hai)(hai)島(dao)(dao)供電(dian)(dian)(dian)始終是一(yi)個較難(nan)解(jie)決的(de)問(wen)題(ti)(ti)，海(hai)(hai)上電(dian)(dian)(dian)站(zhan)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(de)模(mo)式，并可解(jie)決海(hai)(hai)島(dao)(dao)冷、熱、電(dian)(dian)(dian)、淡水等(deng)問(wen)題(ti)(ti)。

第(di)四，使(shi)用壽命(ming)長。海上風電一(yi)般(ban)設(she)計(ji)壽命(ming)為20-25年，其后(hou)期退役拆除費用較大，但海上電站使(shi)用期限很長，全生命(ming)周期度電成(cheng)本更低。

第五(wu)，抗(kang)臺(tai)風能力(li)強。海(hai)(hai)上電站(zhan)在海(hai)(hai)中形成穩定的(de)框(kuang)架(jia)結(jie)構，其迎海(hai)(hai)面為類似于(yu)篩子的(de)框(kuang)架(jia)樁(zhuang)柱而不是(shi)一堵墻，抵(di)抗(kang)臺(tai)風等海(hai)(hai)上惡劣天氣影響的(de)能力(li)更強。

需為商業化應用積累經驗

我(wo)國幅員遼(liao)闊，海(hai)(hai)(hai)岸線(xian)長達18000公里，東南(nan)沿(yan)(yan)海(hai)(hai)(hai)是(shi)我(wo)國風(feng)(feng)能(neng)(neng)最為豐富地區(qu)之一，其中如(ru)(ru)臺山、平潭、東山、南(nan)鹿、大陳、嵊泗、南(nan)澳、馬(ma)祖(zu)、馬(ma)公、東沙(sha)等海(hai)(hai)(hai)島(dao)地區(qu)，風(feng)(feng)能(neng)(neng)年可(ke)利用(yong)小時數約(yue)在7000-8000小時，年有(you)效風(feng)(feng)功率密(mi)度在200W/m2以上，是(shi)海(hai)(hai)(hai)上電(dian)站(zhan)建(jian)設(she)的(de)首(shou)選(xuan)地區(qu)。同(tong)時，浙江、福建(jian)、廣(guang)東是(shi)我(wo)國經濟最為發達、人口稠密(mi)、用(yong)電(dian)負(fu)荷(he)較大的(de)地區(qu)，為清潔電(dian)力(li)的(de)消納(na)提供(gong)了有(you)力(li)條件。黃海(hai)(hai)(hai)岸線(xian)山東沿(yan)(yan)海(hai)(hai)(hai)也非常適(shi)合該(gai)種電(dian)站(zhan)建(jian)設(she)。渤海(hai)(hai)(hai)岸線(xian)由(you)(you)于冬季有(you)海(hai)(hai)(hai)冰產生，例如(ru)(ru)秦皇(huang)島(dao)、唐山、天(tian)津岸線(xian)冬季結(jie)冰期一般為30-40天(tian)左右(you)，海(hai)(hai)(hai)上電(dian)站(zhan)為陸地（或島(dao)嶼）設(she)施供(gong)電(dian)，可(ke)在冬季結(jie)冰期內將浮筒收起(qi)，電(dian)站(zhan)利用(yong)風(feng)(feng)能(neng)(neng)、太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)供(gong)電(dian)，功率不足部分可(ke)由(you)(you)陸地配(pei)合小型天(tian)然(ran)氣或其他方式(shi)補充供(gong)電(dian)。由(you)(you)于渤海(hai)(hai)(hai)岸線(xian)的(de)風(feng)(feng)能(neng)(neng)、海(hai)(hai)(hai)浪能(neng)(neng)較東南(nan)沿(yan)(yan)海(hai)(hai)(hai)岸線(xian)小，相(xiang)同(tong)功率情況下，電(dian)站(zhan)占(zhan)海(hai)(hai)(hai)面積會增大。

鑒于(yu)海上(shang)電(dian)站(zhan)的(de)(de)諸多(duo)優勢，可優先在浙江、福建(jian)、廣東、海南等省(sheng)岸(an)線近海推(tui)廣建(jian)設(she)，由(you)海上(shang)向陸地供應電(dian)力，減少(shao)該地區火電(dian)裝機，助推(tui)沿岸(an)地區的(de)(de)能源結構轉型(xing)。

目前(qian)，《一種海(hai)(hai)浪(lang)能(neng)(neng)、風(feng)能(neng)(neng)、太陽能(neng)(neng)聯合利用發(fa)電站》已被國家知(zhi)識產權局專利局授(shou)予實用新型(xing)專利。當務之(zhi)急(ji)，是建設實驗(yan)電站為(wei)將來(lai)商業化應用積(ji)累(lei)經驗(yan)。通過建設海(hai)(hai)上實驗(yan)電站，可測得海(hai)(hai)浪(lang)能(neng)(neng)、風(feng)能(neng)(neng)壓(ya)(ya)縮空氣(qi)壓(ya)(ya)力及流量，太陽能(neng)(neng)加熱溫(wen)度等重要參數，并對(dui)設備結構進行(xing)進一步(bu)優化，為(wei)商業化應用奠定堅實基(ji)礎。