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感谢中国科学院《科学智慧火花》给贴出《大风风电与海水蓄能的可能思路》

已有 857 次阅读 2022-12-2 16:55 |个人分类:科研|系统分类:科研笔记

感谢中国科学院《科学智慧火花》给贴出《大风风电与海水蓄能的可能思路》

             

   感谢中国科学院《科学智慧火花》给贴出《大风风电与海水蓄能的可能思路》一文!该文的网址:https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=81256 该文内容如下:  

                                          

大风风电与海水蓄能的可能思路

杨正瓴

天津大学 电气自动化与信息工程学院,天津 300072

2022-04-30

                         

我国目前的能源形势大体为“能源资源方面,石油对外依存度达到70%以上,油气勘探开发、新能源技术发展不足。扩展风速的利用范围,是充分开发可再生无碳绿色替代能源(renewable without carbon green alternative energy)的思路之一[1-4]。在低风速端,降低风机叶片的机械转动惯量,增大叶片的面积,优化设计叶片几何形状等[1-3],都是可能的思路。

但是,从理论上讲,风机出力(发电机发出的有功功率)是风速的立方。低风速端的风能毕竟有限。因此,高风速端风能具有更大的能量,其利用更值得重视。一般水平轴风机的风速利用范围大体在3~25米。当大风(烈风、狂风、暴风、台风或飓风)来临时,常规的风机一般不再发电。

在大风(烈风、狂风、暴风、台风或飓风等)来临时,利用风能的可能思路有:

1)利用大风直接风力发电,如日本工程师清水淳(Atsushi Shimizu);

2)利用大风直接风力发电,并网以外的电能进行抽水蓄能[5]

3)利用大风引起的海浪(潮汐[6]、风暴潮[6,7]等),自动蓄水储能。用于类似潮汐的发电[8];用于抽水蓄能下水库之一(另一个也可以是大海)。当风速超过 25 m/s 时,海面一般浪高超过 9 m[9,10]

我国东南沿海海域有不少近海岛屿。该区域可再生能源的利用,包括通过区域k近邻等提高未来的风速预报,低风速风机的研发[1-4],大风能量的使用。大风、台风时期,除了研制台风风力发电之外,还应结合近海岛屿,探索近海海岛通过海浪(潮汐、风暴潮等)进行分布式自动蓄水的可能性。该海域的年蒸发量约为1.5m,年降水量约为0.8m [11,12],年蓄水损失约为0.7m,因此海水蓄水具有跨季度储能的可能性。

台风在某地的时间一般在一天上下,这个时间外就没有强大的风能了。所以,台风期间的储能,如利用台风的风力发电进行抽水蓄能、直接利用大浪储能是一些值得研究的课题。

过去认为“风暴潮、巨浪、潮汐”往往属于灾害现象,现在要“变害为利、变废为宝”,探索这些“不请自来”的不速之客携带能量的分布式储能与利用。如抽水蓄能的间接利用,类似潮汐发电方式的利用。

      

参考资料:

[1] 杨正瓴,2020-10-14,发展我国东南沿海风电的一些可能的建议[EB/OL]. 中国科学院科学智慧火花

https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=76038

[2] 杨正瓴,2019-12-13,低风速风机:“变形”叶片[EB/OL]. 中国科学院科学智慧火花

https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=72032

[3] Z. Yang, H. Wang, and S. Lian, et al. Confidence intervals of six distance indices estimated by numerical simulations [C]. in Proceedings of the 40th Chinese Control Conference, 2021: 5905–5910.

https://hfbix45521e79b0484907sq99c65nfpnwu65fufiiz.eds.tju.edu.cn/document/9549775

https://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-KZLL202107011003.htm

[4] 杨正瓴,2021-08-15,高空机翼风筝发电设想[EB/OL]. 中国科学院科学智慧火花

ttps://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=78675

[5] 抽水蓄能电站 pumped storage power station. 中国大百科全书,(第二版)[M]. 北京: 中国大百科全书出版社,2009.

[6] 刘俊. 关注风暴潮巨浪潮汐[M]. 北京: 军事科学出版社, 2011-06.

[7] 风暴潮 storm surge. 中国大百科全书,34,大气科学、海洋科学、水文科学[M]. 北京: 中国大百科全书出版社,1987.

[8] 潮汐电站 tidal power station. 中国大百科全书,(第二版)[M]. 北京: 中国大百科全书出版社,2009.

[9] 陕西省电力公司组编. 供电企业职业技能操作导则 高压线路带电检修[M]. 北京: 机械工业出版社, 2003-01. 

[10] 刘荣厚. 新能源工程[M].(全国高等农业院校教材). 北京: 中国农业出版社, 2006-01.

[11] 刘伉, 毛汉英, 王守春. 世界自然地理手册[M]. 北京: 知识出版社, 1984-09.

[12] 海面蒸发 sea surface evaporation. 中国大百科全书,34,大气科学、海洋科学、水文科学[M]. 北京: 中国大百科全书出版社,1987.

                         

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相关参考资料:

[1] 每日科技名词 | 抽水蓄能电站

全国科学技术名词审定委员会 2021-04-12

抽水蓄能电站

pumped storage power station

定义:利用电力系统中多余电能,把下池(高程低的水库)内的水抽到上池(高程高的水库)内,以位能方式蓄存,待系统需用电时,再从上池放水至下池发电的水电站。

学科:电力_水力发电

相关名词:蓄能 电网调峰 能量守恒

https://article.xuexi.cn/articles/index.html?art_id=12633093416401290569&study_style_id=feeds_default&source=share&share_to=wx_feed

[2] 抽水蓄能, pumed hydro energy storage, 汪翔,中国大百科全书,第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=214098&Type=bkzyb&SubID=146088

[3] 抽水蓄能电站, pumed storage power station, 徐文仙,中国大百科全书,第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=85547&Type=bkzyb&SubID=83256

[4] 抽水蓄能电站, pumed storage power station, 电佰,中国大百科全书,第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=143349&Type=bkzyb&SubID=115943

在《科学智慧火花》贴出的帖子汇总:

[15] 2022-04-30 20:49,大风风电与海水蓄能的可能思路

https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=81256

[14] 2021-08-15 14:57,高空机翼风筝发电设想

https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=78675

[13] 2020-10-14 20:59,建议我国进行“半电路、半电磁场”集成电路的研制

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=76039

[12] 2020-10-14 19:39,发展我国东南沿海风电的一些可能的建议

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=76038

[10] 2020-10-14 16:55,低风速风机叶片几何形状优化设计的风洞实验设想

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=76036

[9] 2020-03-04 21:56,仿生:提高风机叶片性能的一些设想

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=73425

[8] 2019-12-13 20:29,低风速风机:“变形”叶片

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=72032

[7] 杨正瓴,刘丁一,2019-02-25 19:24,水平轴风机大偏航角下可能混入垂直轴风机的出力特性

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=68313

[6] 2019-04-06 22:14,2019-02-23 18:58,“半电路、半电磁场”的集成电路设计构想

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=68642

[5] 2018-06-22 00:12,慎用“机器学习中的数据预处理:缩放和中心化”

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=63578

[4] 2016-02-24 15:38,计及风力发电机机械惯性的更精确“风速-功率”关系

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=45013

[3] 2015-05-25 11:19,未来的两大安全能源

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=35616

[2] 2012-04-12 10:46,SI基本单位中安培定义的两种可能缺陷

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=4681

[1] 2011-08-30 23:51,“P对NP”难题研究的形转换新思路

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=9402

                              

相关链接:

[1] 2021-08-15,感谢中国科学院《科学智慧火花》给贴出《高空机翼风筝发电设想》,2021-11-16

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1312669.htm

[2] 2021-07-09,感谢中科院《科学智慧火花》2021年有奖答题获奖纪念品

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1294777.html

[3] 2019-06-25,俺在《中科院科学智慧火花》贴出的帖子

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1186809.html

[4] 2018-08-31,感谢中科院科学智慧火花贴出《慎用“机器学习中的数据预处理:缩放和中心化”》

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1132083.html

[5] 2017-02-28,感谢“科学智慧火花”贴出重建电磁理论的评论

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1036613.html

[6] 2016-10-03,感谢“中科院科学智慧火花”:丘奇-图灵论题(Church-Turing Thesis),可能误导了 “P vs NP” 的研究

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1006444.html

[7] 2016-10-01,国庆节快乐![请教] “科学智慧火花”的英译

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1006160.html

[8] 2015-12-24,感谢“中科院科学智慧火花”:某些 NPI 可能是处在相变边界的 NPC

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-945568.html

               

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