本報(bào)記者 鄭琳 通訊員 湯志成 張帆

北京發(fā)電機(jī)組據(jù)浙江新聞報(bào)道，2月24日上午，世界最大單機(jī)容量潮流能發(fā)電機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”在浙江舟山秀山島成功下海。該機(jī)組經(jīng)試運(yùn)行一個(gè)月后將并入國(guó)家電網(wǎng)，屆時(shí)其裝機(jī)容量將達(dá)3.3兆瓦，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間和發(fā)電量均居世界前列。

也許很多同學(xué)看到新聞會(huì)思考，潮流發(fā)電機(jī)是什么？大家也許不知道，舟山的潮流發(fā)電機(jī)組其實(shí)有個(gè)雅號(hào)，叫“東海小提琴”，而最新下海的這臺(tái)“奮進(jìn)號(hào)”則像一把古箏，她們共同組成了“海上樂(lè)團(tuán)”。本期，我們邀請(qǐng)國(guó)網(wǎng)岱山縣供電公司的老師，為我們講解這個(gè)“海上樂(lè)團(tuán)”北京發(fā)電機(jī)組如何奏出清潔能源的故事。

東海“小提琴”和“古箏”

潮水就像“樂(lè)手”

在東海之濱，秀山島南部水道上，坐落著世界首座海洋潮流能發(fā)電站，由于造型別致，人送雅號(hào)“東海小提琴”。這座誕生于2016年7月的潮流能發(fā)電站，終日與潮流為友、與海洋為伴，源源不斷地將來(lái)自大海的清潔能源通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)輸送到千家萬(wàn)戶。

早期潮流能發(fā)電站全貌 張帆攝

如今海洋潮流能發(fā)電站全貌 湯志成攝

2月24日，潮流能發(fā)電站迎來(lái)了一位新成員“古箏”，也就是世界最大單機(jī)容量1.6兆瓦潮流能發(fā)電機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”，這臺(tái)北京發(fā)電機(jī)組機(jī)組的加入和原有的“小提琴”組合成了“清潔能源交響樂(lè)團(tuán)”，收獲了一大波粉絲關(guān)注。

“交響樂(lè)團(tuán)”橫臥在舟山秀山島南面的兩座小島之間，這里水流湍急，潮流能資源豐富，是最適合演奏的天然舞臺(tái)。

露在海面上的部分總長(zhǎng)近200米，寬35米，平均高20米，相當(dāng)于8層樓高，技術(shù)人員把這一框架結(jié)構(gòu)稱為“總成平臺(tái)”。平臺(tái)上有不同的“房間”，里面裝著維持設(shè)備運(yùn)行的各項(xiàng)模塊。

第四代機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”吊裝 張帆攝

第四代機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”下海安裝 張帆攝

就像冰山一樣，海面下才是主角。為了不隨波逐流，科學(xué)家將總成平臺(tái)北京發(fā)電機(jī)組的底部釘入嵌巖樁，將他們牢牢地固定在海床上，以此來(lái)充分抵御潮流的沖擊。其次，科學(xué)家將他們的“琴弦”也藏在了海面下。

同學(xué)們要重點(diǎn)了解一下他們的“琴弦”——水輪機(jī)，它是由多片呈水平或垂直方向的葉片組成的機(jī)組，主要作用就是將水流的動(dòng)量轉(zhuǎn)換為葉片旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

潮流能發(fā)電站四代機(jī)組演變

那么在茫茫大海上，潮流能機(jī)組是如何安裝的呢？科學(xué)家為他們量身定制了“即插即用”的設(shè)計(jì)方案，先將水輪機(jī)分別固定在內(nèi)框架中，再由吊裝船將整體模塊緩慢放北京發(fā)電機(jī)組入總成平臺(tái)里，就像把電池裝入電池倉(cāng)中一樣方便。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)就像共鳴箱，水輪機(jī)就像琴弦，潮流則是彈奏的樂(lè)手，“交響樂(lè)團(tuán)”按照“早潮才落晚潮來(lái)，一月周流六十回”的排班表，日復(fù)一日在東海之濱上線“音樂(lè)會(huì)”。

彈奏它們的樂(lè)手——潮流——來(lái)源于潮汐引起的水流運(yùn)動(dòng)。到了排班表上的時(shí)間，潮流會(huì)搭乘著浩浩蕩蕩的海水向它們飛奔而來(lái)，途中積蓄了巨大的能量，最后奮力地?fù)軇?dòng)“琴弦”，“琴弦”上的葉片在這股沖擊力下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)發(fā)電機(jī)也得到了配合“演奏”的信號(hào)，“音樂(lè)會(huì)”就正式開(kāi)始了。

潮流北京發(fā)電機(jī)組能守時(shí)守約，清潔可再生。不過(guò)，潮流經(jīng)常來(lái)去匆匆，并且每次的熱情程度都不同。為了在有限的時(shí)間里追求高質(zhì)量的“演出效果”，科學(xué)家為它們?cè)O(shè)定了最優(yōu)的“琴弦組合”進(jìn)行“演奏”。為了能與潮流相處的時(shí)間多一些，一種雙向流動(dòng)的運(yùn)作方式應(yīng)運(yùn)而生，這樣一來(lái)，每次漲潮和退潮時(shí)都能共奏一曲。

同學(xué)們可能會(huì)問(wèn)，潮流發(fā)電和普通的水利發(fā)電有什么不同呢？這就要說(shuō)到潮汐能和潮流能的區(qū)別。

首先，能量形式不同。潮汐能利用的是潮汐垂直方向的勢(shì)能，也就是水位差；潮流能利用的是潮汐水平方向的動(dòng)能，北京發(fā)電機(jī)組也就是沖擊力。其次，發(fā)電原理不同。潮汐能的發(fā)電原理和三峽大壩相似，通過(guò)海水漲潮時(shí)將海水儲(chǔ)存在港灣水庫(kù)中，退潮時(shí)釋放出海水，期間產(chǎn)生的水位差推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)；潮流能則是利用海水流動(dòng)時(shí)的能量推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。

“奮進(jìn)號(hào)”潮流能發(fā)電機(jī)組，為什么牛

那此次下海的第四代潮流能發(fā)電機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”和前一代機(jī)組相比有啥區(qū)別呢？

首先來(lái)看以下這組數(shù)據(jù)：這次單機(jī)容量是前一代機(jī)組的5倍，發(fā)電能力是前一代機(jī)組的8倍，但投資還不到前一代機(jī)組的1.5倍，總而言之就是發(fā)電成北京發(fā)電機(jī)組本大大降低，為未來(lái)潮流能發(fā)電站商業(yè)化開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)奠定了基礎(chǔ)。

其次是發(fā)電效率更高了，第四代機(jī)組采用雙向變槳讓葉片旋轉(zhuǎn)角度更加靈活，機(jī)組可在雙向潮流中改變?nèi)~槳方向，以此充分捕獲潮流流向，已達(dá)到更好的發(fā)電效率。最后是檢修更方便了，以前發(fā)生故障要利用起吊船將機(jī)組起吊檢修，很是麻煩，現(xiàn)在“奮進(jìn)號(hào)”內(nèi)設(shè)有獨(dú)立的檢修通道，工作人員可以通過(guò)中央垂直通道直接下到位于水下的機(jī)組開(kāi)展檢修工作。

不管有多少個(gè)兄弟，“小提琴”和“古箏”的誕生都是為了響應(yīng)海洋清潔能源開(kāi)發(fā)、北京發(fā)電機(jī)組建設(shè)海洋經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)，它們的使命就是不斷“彈奏”清潔能源，為應(yīng)對(duì)全球氣候變暖和能源短缺助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)一份力量。

以海為家，“小提琴”和“古箏”還要面對(duì)復(fù)雜的海洋環(huán)境帶來(lái)的諸多問(wèn)題：弱堿性的海水長(zhǎng)期腐蝕磨損著“琴弦”；海洋垃圾、海洋生物總會(huì)纏繞“琴弦”；潮流熱情總是忽高忽低。為了能讓“演奏”效果最佳化，它們也在不斷升級(jí)?？茖W(xué)家將它們的身體關(guān)鍵部位用橡膠密封，外殼涂上了特殊防海洋生物及海水腐蝕油漆，還借助了軸承凈水沖壓技術(shù)沖洗設(shè)備，通過(guò)調(diào)整槳葉達(dá)到最佳角度……北京發(fā)電機(jī)組在這個(gè)日新月異的時(shí)代，它們堅(jiān)持用高科技武裝自己，擺脫海洋困境。

“海上音樂(lè)會(huì)”的門票價(jià)格

聊了那么多關(guān)于潮流能發(fā)電站自身的介紹，相信大家一定對(duì)音樂(lè)會(huì)的“門票”比較感興趣。2019年6月20日，潮流能發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)指導(dǎo)電價(jià)得到發(fā)改部門正式批復(fù)，為每千瓦時(shí)2.58元，這張金額為256萬(wàn)的結(jié)算支票標(biāo)志著我國(guó)潮流能發(fā)電實(shí)現(xiàn)首次結(jié)算。這個(gè)票價(jià)貌似有些貴了，畢竟舉行一場(chǎng)演奏會(huì)的成本太高，來(lái)自“只此一家、別無(wú)分店”的壓力太大。不過(guò)，相信隨著技術(shù)不斷純熟、管理不斷升級(jí)，尤其是在大規(guī)北京發(fā)電機(jī)組模商業(yè)化后，不再只有這一把“小提琴”時(shí)，演奏會(huì)的票價(jià)會(huì)進(jìn)一步降低。

中國(guó)的海岸線有3.2萬(wàn)千米，尤其浙江、福建海域都有非常大的入駐潛力，相信在不久的將來(lái)，它們會(huì)成為清潔能源交響樂(lè)團(tuán)名副其實(shí)的C位。未來(lái)，將有更多的“小提琴”“古箏”們聯(lián)合樂(lè)團(tuán)其他成員（比如風(fēng)電、光伏等）一起去遠(yuǎn)海島嶼演奏。

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