澳洲新能源公司發明人造吹蝕穴技術，利用「潮噴」發電

隨著氣候變化對全球各地的影響越來越嚴重，世界各國正在加快能源轉型的速度，減少對化石能源的依賴。而為了實現這一目標，從海水蓄能發電球，到可列印光伏板，科學家們正在嘔心瀝血的尋找新的可再生清潔能源或者提高現有清潔能源的效率。

近日，澳大利亞海潮能源公司Wave Swell Energy宣布，正式啟動一種使用全新技術的海潮發電項目，即「人造吹蝕穴」技術。

吹蝕穴是一種奇特的地質景觀。當海浪湧入海蝕洞時，洞內壓力提升會使空氣和海水從洞口噴出，產生一股十分壯觀的噴柱。人造吹蝕穴正是借鑒了這一設計，利用海潮的力量鼓氣發電。

圖 | 澳大利亞新南威爾士州的Kiama吹蝕穴景觀

Wave Swell Energey的新技術可以被視為振蕩水柱發電（oscillating water column）技術的升級版。振蕩水柱發電是目前最成功、效率最高的海浪發電手段：利用高頻率海浪震蕩空氣，驅動特殊的雙向渦輪發電機（可以無視空氣流向，只往一個方向轉動）發電。

這次海潮技術與其不同，它利用低頻率的漲潮增壓和退潮減壓，驅動一個傳統的單向渦輪機發電，實現更高的發電效率。

圖 | 人造吹蝕穴的平台概念圖

Wave Swell Energy的新項目將在海上建造一個20米見方，18米高的平台。其中有10米會處于海平面下，形成一個空洞。

當海水漲潮時，空洞內的氣壓將會隨之增加，空氣將從平台上方的泄氣閥（渦輪發電機處）噴出，直至空洞內外氣壓達到平衡。

而當海水退潮時，由於空洞內的體積變大，其中的氣壓會按照理想氣體狀態方程（PV=nRT）的原理下降。這時打開閥門，外面的空氣就會穿過渦輪發電機湧入。

這一進一出的發電功率可以高達1兆瓦，平均功率為470千瓦，比目前相似規模的海浪發電技術的功率高60%。

圖 | 發電平台以及空洞的概念圖，左圖為漲潮噴氣，右圖為退潮吸氣

人造吹蝕穴技術最大的優點就是其抗蝕性。平台的海下空洞是由混凝土建造的，抗蝕性極強。而平台表面的鋼鐵部分將使用造船用鋼，其使用壽命遠超平台的設計壽命。

其次，由於一切機械和電力系統均處于海面上，此系統的維護和修理都會十分方便。最後，與風能和天陽能相比，海潮是一種可以被可靠的預測的天然能源，這意味著此系統的發電量可以受到保證。

圖 | 人造吹蝕穴的渦輪發電機概念圖

Wave Swell Energy將於塔斯曼尼亞與澳大利亞大陸南部巴斯海峽（Bass Straight）中的金島（King Island）附近搭建發電平台。選擇此處作為該技術的商業化首秀是因為當地海潮條件十分好，可以為附近的海島提供足夠的電力。

該項目預計會在2018年年中竣工。一旦運行成功，此技術有望推廣至全世界的海島社區，比如夏威夷。由於其地理位置，夏威夷絕大部分的電力都來自於柴油發電機，不但污染嚴重，價格也十分貴。

此技術將會使夏威夷的電費從每千瓦時0.35美元降至0.07甚至更低。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！