浮力驱动的混合能源平台进入全尺寸试验阶段

瑞典公司NoviOcean已经测试了其风能/太阳能/波浪能组合平台的第三代原型，这是一个浮动平台，由于一个迷人的浮力驱动机制，它的额定功率高达1兆瓦，可以全天候保持清洁能源。下一步：全面试点。

这个可再生能源平台一旦建成，占地面积相对较小：38 x 9米（125 x 30英尺），平台本身在水面上延伸约4米（13英尺），在水面下进一步延伸12米（39英尺）。然而，与我们开始看到的一些巨大的海上风力涡轮机相比，它很小，比如目前世界上最大的20兆瓦的明阳涡轮机。

但它被设计成超过140吨的重量，并且比任何单一方法的发电机都更稳定地提供能量。

它是如何工作的？

当太阳照耀时，它为大约700平方米（7535平方英尺）或50千瓦的太阳能电池板供电。当风吹过时 —— 世界上大多数最好的风力资源都在海上 —— 它将驱动一系列六个螺旋叶片的垂直轴风力涡轮机（VAWT）。得益于一个有趣的波浪能系统，它还将从海洋的运动中获得高达650千瓦的能量。

不过，首先说说那些VAWT。与我们习惯看到的风车式水平轴涡轮机相比，VAWT有几个关键优势，特别是在海上风电应用中。首先，沉重的发电机位在底部，而不是在一个巨大的杆子的顶部，它还需要支撑一个巨大的旋转风扇。所以这个平台可以自己保持直立，不需要平衡物或沉重的支撑结构。

其次，它们可以接受任何方向的风，因为它们是360度旋转的。因此，该平台可以与海浪平行，以最好地服务于主要的发电商。

波浪能发生器的工作方式也很有趣。从顶部伸出的大塞子状的东西是一个涡轮机/发电机系统，位于一个巨大的活塞顶部。这个活塞的顶部固定在浮动平台上，底部固定在海底。

在波浪之间，平台向下漂浮，在其行程的底部，当下一个波浪开始上升时，一个阀门关闭以将平台向下固定。事实上，这个巨大的漂浮物长达3米（10英尺）的高度被固定在水下，在水下捕获了约600立方米（21，200立方英尺）的空气，这些空气迫切希望向上升起。

在最佳点，阀门打开，浮力被释放，在浮标上产生高达600吨的巨大提升力。当浮标上升时，这种力通过压力水管将水拉上，并高速通过顶部的佩尔顿式发电涡轮机，产生高达650千瓦的瞬时清洁能源。据NoviOcean称，它只需要4 m（13英尺）高的波浪即可实现峰值输出。

随着漂浮物的建成，太阳能和风能系统或多或少可以免费乘坐。NoviOcean Co和创始人Jan Skoldhammer在2022年OTEC海洋能源联盟会谈上对观众说：“通常情况下，浮动太阳能，你必须建造结构、船上安装系统和电缆。”“好吧，我们有结构，我们有电缆和船上的系统，那么为什么不使用它呢？"

这里的承诺是什么？

NoviOcean表示，一个全尺寸的平台应该以40-70%的容量系数全天候运行，每个单元每年平均发电约3.5千兆瓦时。根据美国能源情报署的数据，在2022年，美国家庭平均使用了10791千瓦时的电力，因此每个平台应该产生足够运行大约324个家庭的电力。

与大型海上涡轮机相比，这些东西的建造、安装和维护应该是微不足道的，而且它们被设计成部署在电网中，这样在视觉上不会引人注目，而且比大型涡轮机更紧密地聚集在一起，因为它们在流经VAWT的气流中留下的尾迹更少。

这个项目进行到什么程度了？

迄今为止，NoviOcean已经建造了三个原型，分别是1/7、1/6和1/5比例。后者在测试平台上花费了24个月，在波浪箱中花费了6周，在海上安装了14个月，该公司表示，在那里，它的运行完全符合模拟预测。

下一步是一个全尺寸的试点平台，该公司希望在2026-27年之前建成并投入使用，然后是“预商业阵列”，在2028-30年之间的某个时间，并在2031-32年之前进行全面的商业部署。

“但是”是什么意思？

所有可再生能源的发明，最终都必须以最重要的平准化能源成本（LCoE）来评判 —— 或者它们能够以多少钱向电网出售清洁能源，从前期建设和安装成本，到持续维护、人员、折旧和财务成本，都要考虑到项目的整个生命周期。

NoviOcean表示，预计其首个全尺寸1兆瓦混合动力平台的建造成本为360万欧元（400万美元），第100个受益于规模经济的平台将耗资约200万欧元（220万美元）。

这有助于实现275美元/兆瓦时的初始LCoE, NoviOcean指出，这大约是当时风能和太阳能起步成本的三分之一。但这肯定不是风能或太阳能的现状；根据IRENA 2022年的数据，陆上风电的成本为33美元/兆瓦时，公用事业规模的太阳能约为49美元/兆瓦时，即使是海上风电也能以81美元/兆瓦时的价格将电力送回陆地。

到部署100台设备时，NoviOcean的目标是LCoE接近110美元，该公司表示，它预计会达到77美元，远远超过这一目标。

请注意，LCoE在这里可能并不能说明全部情况，因为该平台的多种能源生产模式很可能使其能够在昂贵的高峰期销售能源，而此时一种或另一种可再生能源并没有为电网发挥作用。

不过，在没有政府支持的情况下，该公司将很难在初期展开竞争。目前，NoviOcean正希望私人投资者伸出援助之手，希望能筹集到900万欧元（合990万美元）的资金，建成首个全尺寸平台。

经济问题也不是唯一的“但是” —— 值得指出的是，这种设计依赖于一个液压活塞，它将在盐水中一次工作几十年，而盐水有一个令人讨厌的“吃金属”的习惯。

但是，回答这些“但是”的“但是”是这样的：世界需要在未来几十年大幅增加可再生能源的发电量 —— 不仅是为了取代我们目前史诗般的能源消耗水平，而且是为了服务于即将到来的地面、海上和空中运输的电气化，以及国家规模的加密采矿需求和人工智能的崛起，人工智能似乎对电力有着几乎无止境的需求。

化石燃料可以很容易地增加和减少，以满足电网的需求曲线，通过摆脱化石燃料，完全清洁的能源网络将需要多样化的发电来源，这样他们就不会在太阳不亮，风不吹的时候陷入困境。

在这种情况下，像波浪能这样的能源很可能具有巨大的价值。我们希望NoviOcean在努力中取得成功，并希望这个项目比其他波浪能行业的项目进展得更快，该行业似乎因其漫长且迅速发展的时间表而声名狼藉。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！