海上的航标灯是利用什么能工作的?潮汐能,海流能,还是?
风光互补发电航标灯,是采用中国专利: [02 205367.0]”反射形半球风叶风光互补发电航标灯’’ 专利技术设计生产的航标灯。本产品可以与国际及国内海域和内河所有的航标灯、灯椿、灯塔、助航标等航标灯配套装置使用。长期来,航标灯因电源故障造成信号失灵,导致夜间航运船只偶有碰撞的人身伤亡和重大经济损失事故,使航运船只夜间无法行使,从而造成很大的经济损失。 世界各国及我国交通部和海事部门特别关注这种现象,曾多次提出要解决海上及内河湖泊的航标灯信号, 确保正常使用的指示要求。为此,我司技术开发中心科研人员与本项目专利权人经过长期对航标灯信号失灵和信号中断的原因进行了分析研究,经过十多年的坚辛研究,开发设计了 “反射形半球风叶风光互补发电航标灯”,彻底解决了世界各国和我国长期耒航标灯信号因供电电源造成信号失灵的历史。 一、 设计特点: 1.采用专利反射形半球水平定向风碗,启动力矩可达1.0 m/s左右,在微风状况下即可发电。在超设计规定的风级状况时,发电机可自动进行保护,故风再大也不会造成意外。 2.因反射形风碗是围着轴蕊旋转的,并能根据不同风力资源,自动校正旋转同心度到最佳状况,使抗强风能力加强。 3、在风力资源较差的区域,可以采用太阳能与风力”互补”发电装置,可达到晴天利用太阳能,阴雨天和夜晚利用风力资源发电确保了能源的补充供电。 4、本产品采用全封闭反潮湿设计,同时具有海上波浪起伏.摇摆倾斜45度以上时照常发电工作, 因此非常适合世界各国海洋湖泊河流按装使用,在任何恶劣的天气状况下,都能正常工作。 5、本产品设计有欠压、超压、过载等自动保护电路,并能全天候全自动的免维护的正常工作。 6、发电系统设计有多种输入、输出电压和多功率配置,同时设计有微波、雷达信号的电源装置,适合当今世界各国海洋湖泊的航标灯加装使用。 7.本产品的太阳能电池板,是水平装置在风力发电机的风叶臂上,利用风机旋转的惯性力,能自动清洁太阳能电池板上的海水及灰尘,能提高光照效率。 8、航标灯产品现生产有:航标灯总成-包括有电浮标浮筒、信号互补发供电总成和单微风发电总成。一般为了节约经费开支,可在原航标灯总成的信号灯与支架之间加装一台发电总成即可,既方便快捷又经济实用。 9、本发电机总成外壳及风叶材料可根据不同用户选用,外壳材料分别有全不锈钢、玻璃钢、工程塑料等几种,内部机件均选用铝合金和特种钢材制作。 10、本产品配套用太阳能电池板,采用进口太阳能硅电池原片组装,其光照效率高,其封装防潮效果好。 二、品种分类: 1、海洋深水电浮标: A 、TFD-HF1.5-D1适合抛设深度3.5-1 5 m B 、TFD-HF1.8-D1适合抛设深度6.0-1 5 m C、 TFD-HL2.4-D1适合抛设深度1 3-4 0 m D、 TFD-HF3.0-D1适合抛设深度1 3-4 0 m 2、海洋浅水电浮标: A、 TFD-HF1.5-D2 适合抛设深度 小于10m B、 TFD-HF1.8-D2 适合抛设深度 小于20m C、 TFD-HF2.4-D2 适合抛设深度 小于30m 3、内河电浮标: A、 TFD-HF0.6-D1 适合抛设深度 3.5-10m B、 TFD-HF1.0-D1 适合抛设深度 2.5-15m C、 TFD-HF1.2-D1 适合抛设深度 2.5-15m 4、太阳能微风发电机组:(适合装置在现有浮标灯、灯塔上) A、 各种深水电浮标 B、 各种浅水电浮标 C、 各种内河电浮标 D、 各种灯塔灯笼 E、 各种灯椿 F、 各种导标灯 G、 各种雷达应达器 H、 各种堤头灯 I、 各种桥涵灯 5、微风发电机组: 凡海洋区域风力资源丰富的地区,可使用本机组配置在上述各种航标灯及各类灯塔作为信号能源使用,可达到经济实用的效果。 三、 推荐-在原信号设备上加装太阳能微风发电系统: 全球70% 是海洋,我国海域辽阔,目前全国航海、内河已用信号设备数量可观。如果要求更新,这笔资金庞大,目前我国政府一时还不可能投入资金全部更换航标灯整机设备。为此我们决定开办在正在使用中的航标灯设备上加装微风发电机的业务。现有航标灯系统加装微风发电机约0.6-2.0万元左右,各类灯塔系统加装约3-5万元左右。上述费用也只有购新航标灯总成的20%左右,加装后原设备的功能不变,但其工作可靠性绝对提高。我公司可承诺终身保修。 四、市场与效益 1、本产品市场前景宽广乐观, 目前全世界都还没有本专利产品, 全世界70%是海洋, 而海上航行离不开航标信号灯, 否则就无法航行. 2、本产品的市场对象是各国政府管理部门及海事管理部门, 他们期待着本项目产品的投入使用, 确保海上航标信号灯的信号正常, 为了减少海上航运事业的生命财产的事故发生。 从人类的生命财产安全考虑, 各国政府也会不管费用如何,也会优选使用的。 3、本产品属高科技专利产品, 技术含量高. 目前全世界都没有本专利产品的可比、可竞争之产品. 本着优质优价的原则, 本专利产品的生产附加值高达100-300%以上, 如果投入一个年产航标灯发电机10万台的小工厂, 年最少获纯利10亿元人民币以上。 五、推广应用、造福人类: 作为海洋和内河信号的航标灯,她担负着人类的生命财产安全的责任。而当今全世界及我国自建国以来一直使用着现在这种传统的海洋航标信号系统,由于海洋与内河航标信号灯的设置,一般是在无电网地区,无法使用可靠的电网能源。通常是使用蓄电池或太阳能板作为信号能源,如遇连续多天的阴雨天,蓄电池即会过放电,就会致使因无电而信号中断,长期这样使用,也会导致蓄电池损坏而缩短使用寿命。但因此而造成的航标灯信号失灵的连锁后果是不堪设想的。由于这种现象长期耒给世界各国及我国的海洋航运事业带来极大的损失,有的海域因信号全无,只好抛锚待航。 为此,联合国及我国政府有关海事部门特别强调要求要尽快解决海洋航标信号的可靠性问题。 太风牌 反射形半球风叶风光互补发电航标灯的问世,是世界及我国海洋航标灯史的一次革命,以她科学的设计,精美的造形,可靠实用的效果,填补了世界及我国航标灯的能源可靠性的问题。本产品采用中国专利反射形半球水平定向旋转的风叶和配置的太阳能板,利用大自然提供的太阳能和风力资源,不管晴天还是阴雨天、不管白天还是黑夜,均能可靠的进行”互补”发电。从而解决了航标灯的能源供给,信号正常的历史问题。
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可再生能源是重要的能源资源,开发利用可再生能源具有以下重要意义:
1、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社 会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经 济发展和社会进步的基本保障。我国人口众多,人均能源消费水平低, 能源需求增长压力大,能源供应与经济发展的矛盾十分突出。从根本 上解决我国的能源问题,不断满足经济和社会发展的需要,保护环境, 实现可持续发展,除大力提高能源效率外,加快开发利用可再生能源 是重要的战略选择,也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基 本要求。
2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。 目前,我国环境污染问题突出,生态系统脆弱,大量开采和使用化石 能源对环境影响很大,特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高,二 氧化碳排放增长较快,对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保, 开发利用过程不增加温室气体排放。开发利用可再生能源,对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。
3、开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要措施。农 村是目前我国经济和社会发展最薄弱的地区,能源基础设施落后,全 国还有约 1150 万人没有电力供应,许多农村生活能源仍主要依靠秸 秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。农村地区可再 生能源资源丰富,加快可再生能源开发利用,一方面可以利用当地资 源,因地制宜解决偏远地区电力供应和农村居民生活用能问题,另一 方面可以将农村地区的生物质资源转换为商品能源,使可再生能源成 为农村特色产业,有效延长农业产业链,提高农业效益,增加农民收 入,改善农村环境,促进农村地区经济和社会的可持续发展。
4、开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、促进经济转 型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛,各地区都具有 一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用 当地自然资源和人力资源,对促进地区经济发展具有重要意义。同时, 可再生能源也是高新技术和新兴产业,快速发展的可再生能源已成为 一个新的经济增长点,可以有效拉动装备制造等相关产业的发展,对 调整产业结构,促进经济增长方式转变,扩大就业,推进经济和社会 的可持续发展意义重大。
当前,国际石油价格一再飙升,能源消费大国苦不堪言,因此发展可再生能源成为许多国家关切的问题。
到如今为止,可再生能源在全世界的研究热潮方兴未艾,其原因之一,是能源危机日益临近,照2003年的煤炭开采速度,中国的煤炭还可以开采80多年,而中国,是世界上煤炭储藏量最多的国家。海湾地区的石油,在不足四十年之内,也将枯竭。我们设想,如果这一天到来,我们人类会怎么办呢?
所以,无论那个国家,都在瞄准这一方向努力,希望获得技术突破,从而在真正的危机来临之前,摆脱被动的局面。获得世界的主导权。这是一个国家的战略的问题。有一个西方的政治元老说的好,“二十一世纪的能源科技,将会极大的改变世界的政治格局和地缘政治。”
可再生能源的意义远不止此,它还将改变人们的观念。可再生能源是大自然赋予我们的慷慨的礼物,它能极大的摆脱资源的限制,从而减少资源争夺的争斗,给世界带来和平。天凤海雨,取之不尽,用之不竭。并且能从此摆脱人类发展工业带来的环境困扰。它的意义,无论怎样形容,都是毫不过分的。将会给人类带来不仅是生活方式并且还有观念上的新的革命。
再生能源目前取得突破性进展的是风力发电。我国起步较早,但现在落后了。可以看我的《我国风力发电落后的原因》。目前我国的风力发电机组单机容量不大,而国外正在开发的已经达到了7500千瓦,投入运行的德国的风力发电机组已经达到单机容量5000千瓦。落后了不只一代。这两年我国一窝蜂的上风力发电机组,其主机都是从国外进口的,目前发电的成本还高于火电,要靠国家的财政补贴才能度日,就算这样,完全收回成本,也需要十年时间。也就是说,十年之中,我们是给洋鬼子扛活。做洋奴。
除了风力发电,生物质能发电也方兴未艾,主要是直接燃烧生物质,例如秸秆发电,目前国电集团有很多小热电机组投产,效益不错。它的发电方式和常规火电差不多,使用的是链条炉。没有多少技术创新之处。另外的主要是沼气发电,利用细菌发酵产生沼气,燃烧后推动燃气轮机,发电效率较高。但是造价不菲,光一个发酵容器就需要很大的投资。并且发酵效率就不是那么高了,最好用半发酵的原料,比如用牛粪。国内有一些养殖场建有小型的发电厂,但是技术也主要是引进的,光菌种的使用专利,就是不小的费用。太能能发电,在我国近年也有较快的发展,单晶硅、多晶硅的发电效率有望在较短的时间内,把发电效率提高到百分之二十以上。但目前来说,尽管太阳能电池板价格下降比较快,它发电的成本竟然是火电的五倍多,投入商业运营还有漫长的路要走。
上面说的几种发电方式,其最大的缺点是在电力系统中无法做主力机组,不能满足电力的大量使用,并且稳定性差。比如风力发电,尽管我国的风力资源很丰富,但是由于风力发电的不稳定性,它的电量经过潮流计算,大约只能占到总发电量的百分之十,如果机组过多,就会影响整个电网的稳定运行,因为风力是不可控的。而另外形式的发电机组,发电量又比较小,难以满足需求。
另外,还有潮汐发电,世界上最大的潮汐电站装机容量达到了20多万千瓦,已经十分可观了。以中国的海岸条件来说,能量密度不大。潮头最高的是浙江、广东沿海。最高的地区潮头达到了8.5米左右。另外还有必须建拦海大坝,施工相当复杂、困难。坝体的维护、机器的防海水腐蚀都需要不菲的费用。费用不说,坝址的选择多有困难。目前我国的海洋局作了海水的能源考察报告,认为我国目前可以开发的潮汐电站大约有一千万千瓦。那么这么一点电量,是远远不能满足需求的。
我国的能源政策,以前写入教科书的是:“大力开发水电,适当发展核电,控制发展火电。”主要是关停小的火电机组。热电例外。我国的电网实际状况是:火电发电量占百分之八十,水电占百分之二十。其余是核电,还占不上个零头。别的发电方式基本可以忽略不计。最近的政策我尽管不了解,但是大力发展核电肯定是提上了日程。因为我国的小水电开发的还不错,能够被利用开发的水电资源也不会很多了。火电日益向大机组、大容量发展。目前已经投产运行的最大的火电机组是100万千瓦。
核电的问题大家尽管不太了解,我个人了解的也不是很深入,但是我想谁也不愿意生活在一个原子弹旁边。这是不得已而为之的一种举措。前苏联的切尔诺贝利电站的泄露事件依然让世人心有余悸。
既然那么多发电方式都有问题,难道能源问题就没有出路了吗?答案是否定的,车到山前必有路。能源的短缺其实是相对的。一方面是燃料价格的不断上扬,一方面随着科学的进步,可再生能源的价格在不停的下降。当二者持平的时候,投资必然向后者倾斜。一个新时代就到来了。但是完全满足电力的需要,除核电外,别的只能作为补充。而不能担任主力机组。这是我们面临的主要问题。也就是说,不发展核电,我们是不是另有出路,这是个问题。
目前显现曙光的是海水的波浪能发电和海流发电。这是比较好的发电方式。不仅国家的研究机构,民间的研究机构和个人也都在一直不停的探索。这种探索甚至可以追溯到三十年前,一位福建的农民用波浪发电船发出了7千瓦功率的电。它的大规模实验还是较近的事。英国投入了大量的资金搞这方面的研究,这个国家地域狭小,资源贫乏,但是四面环海,海洋能十分丰富。另外研究波浪能走在前面的是日本鬼子。
全世界波浪利用的机械设计数以千计,获得专利证书的也达数百件。波浪能利用被称为“发明家的乐园”。
最早的波浪能利用机械发明专利是1799年法国人吉拉德父子获得的。1854-1973年的119年间,英国登记了波浪能发明专利340项,美国为61项。在法国,则可查到有关波浪能利用技术的600种说明书。
60年代,日本研制成功用于航标灯浮体上的气动式波力发电装置。此种装置已经投入批量生产,产品额定功率从60瓦到500瓦不等。产品除日本自用外,还出口,成为仅有的少数商品化波能装备之一。
该产品发电的原理就像一个倒置的打气筒,靠波浪上下往复运动的力量吸、压空气,推动涡轮机发电。
日本“海明”波浪发电试验船取得年发电19万度的良好成绩,实现了海上浮体波浪电站向陆地小规模送电。日本已将“海明”波浪发电船列为“离岛电源”的首选方案,继续研究改进。
但是我国政府的重视程度明显是不够的,在三十年的时间里,投入的研究经费才一千万多,够几个干部买几辆轿车的钱。而英国在五年的时间里,就投入了数十亿英镑。
波浪能发电的好处显而易见,就是规律性强,能量周期性变化短,如果有大规模的蓄能装置,(比如水库)是可以大规模发电并且作为主力机组的。如果获得突破,取代火电的地位是完全有可能的。
如果要想使波浪能发电取代火电的话,蓄能环节必不可少,最便宜的蓄能方式就是水库,所以,我个人认为,岸上蓄水库加常规水轮发电机组的模式应该是研究方向。也就是说,利用海水的波浪能提水,送到岸边建立的蓄水库里。理由无他,主要是蓄水库蓄能最经济,并且不象常规拦河坝蓄水库一样需要建立很大的大坝。因为河水随着季节变化很大,有丰水期和枯水期。而大海水面几乎是不变化的。另外的理由是在岸上建立蓄水库施工极为方便,没有工程难度,并且维护费用比拦河坝节省多了。对海水腐蚀的影响也比较小。
太阳能一般指太阳光的辐射能量.太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式
广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式.
利用太阳能的方法主要有:太阳电能池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能;太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电等.
太阳能可分为2种:
1.太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成.由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗.简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋照明,并为电网供电. 光伏板组件可以制成不同形状,而组件又可连接,以产生更多电力.近年,天台及建筑物表面均会使用光伏板组件,甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统.
2.太阳热能 现代的太阳热能科技将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸气和电力.除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物亦可利用太阳的光和热能,方法是在设计时加入合适的装备,例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料.
核能
核能是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2,其中E=能量,m=质量,c=光速常量.核能的释放主要有三种形式:
A.核裂变能
所谓核裂变能是通过一些重原子核(如铀-235、铀-238、钚-239等)的裂变释放出的能量
B.核聚变能
由两个或两个以上氢原子核(如氢的同位素—氘和氚)结合成一个较重的原子核,同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应,其释放出的能量称为核聚变能.
C.核衰变
核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式,因其能量释放缓慢而难以加以利用
核能的利用存在的主要问题:
(1)资源利用率低
(2)反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素,其最终处理技术尚未完全解决
(3)反应堆的安全问题尚需不断监控及改进
(4)核不扩散要求的约束,即核电站反应堆中生成的钚-239受控制
(5)核电建设投资费用仍然比常规能源发电高,投资风险较大
海洋能
海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等.这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点,是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源.
波浪发电,据科学家推算,地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度.目前,海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明.大型波浪发电机组也已问世.我国在也对波浪发电进行研究和试验,并制成了供航标灯使用的发电装置.
潮汐发电,据世界动力会议估计,到2020年,全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦.世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站,发电能力24万千瓦,已经工作了30多年.我国在浙江省建造了江厦潮汐电站,总容量达到3000千瓦.
风能
风能是太阳辐射下流动所形成的.风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要.
风力发电,是当代人利用风能最常见的形式,自19世纪末,丹麦研制成风力发电机以来,人们认识到石油等能源会枯竭,才重视风能的发展.
1977年,联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车.该风车高150米,每个浆叶长40米,重18吨,用玻璃钢制成.到1994年,全世界的风力发电机装机容量已达到300万千瓦左右,每年发电约50亿千瓦时.
生物质能
生物质能来源于生物质,也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式,它直接或间接地来源于植物的光合作用.生物质能是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态或气态的燃料.地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源.地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但目前的利用率不到3%.
地热能
地球内部热源可来自重力分异、潮汐磨擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等.放射性热能是地球主要热源.我国地热资源丰富,分布广泛,已有5500处地热点,地热田45个,地热资源总量约320万兆瓦.
氢能
在众多新能源中,氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等独特优点脱颖而出,将成为21世纪的理想能源.氢能可以作飞机、汽车的燃料,可以用作推动火箭动力.
海洋渗透能
如果有两种盐溶液,一种溶液中盐的浓度高,一种溶液的浓度低,那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后,会产生渗透压,水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液.江河里流动的是淡水,而海洋中存在的是咸水,两者也存在一定的浓度差.在江河的入海口,淡水的水压比海水的水压高,如果在入海口放置一个涡轮发电机,淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电.
海洋渗透能是一种十分环保的绿色能源,它既不产生垃圾,也没有二氧化碳的排放,更不依赖天气的状况,可以说是取之不尽,用之不竭.而在盐分浓度更大的水域里,渗透发电厂的发电效能会更好,比如地中海、死海、我国盐城市的大盐湖、美国的大盐湖.当然发电厂附近必须有淡水的供给.据挪威能源集团的负责人巴德·米克尔森估计,利用海洋渗透能发电,全球范围内年度发电量可以达到16000亿度.