潮汐能二代系統改採分散化小型結構以利裝設，可減少能源成本達 30%

作者 EnergyTrend | 發布日期 2018 年 03 月 26 日 7:30 | 分類 能源科技

對於近海與四面環海國家來說，潮汐能雖然是個具有發展潛力的再生能源選項，但得先克服成本與海水侵蝕挑戰。近日西班牙馬德里理工大學 (UPM）研發出新一代潮汐渦輪機與錨泊系統（anchoring systems），可減少潮汐電廠整體成本 30%。

為了解決新型設備製造、安裝和修護成本高昂問題，UPM 海洋再生能源技術研究小組（GITERM）成員研發新設計與程序（procedures）來評估發電機的壽命成本，利用經濟分析和模擬系統設計出更簡單與穩固的錨泊，讓潮汐電站不會在深海中漂移。

有別於波浪能利用海浪動能發電，潮汐能是從晝夜間的海水漲落獲得能量，並透過水位差來發電。科學家更認為，潮汐能很有可能是海上再生能源下一趨勢。其中英國蘇格蘭已於 2017 年 9 月裝置世上最大潮汐電廠，發電紀錄最高可達 700 MWh，其餘歐洲國家與加拿大也正著手安裝潮汐能電站。

資料指出，80% 潮汐能潛力位置大多在水深 40 公尺處，第一代潮汐能如要裝設在海床上，得消耗大量建設成本，因此第二代潮汐能應運而生。團隊為了讓設備固定於海底，且不被海流沖走，新一代潮汐能系統已加增錨泊與固定用電纜。

UPM 新型潮汐設備名為 GESMEY，渦輪機轉子（rotor）尺寸已大大減少，第一代渦輪機轉子原先大小可與陸上風機比擬，如今已發展為多個轉子的潮汐能渦輪機，預計能源生產成本可降低 30% 左右。

▲ 業者 Atlantis 用於蘇格蘭的潮汐能渦輪機。（Source：Atlantis）

第一代潮汐能渦輪形狀與風機相似，大多具有 3 個葉片與變槳系統，並擁有可根據潮汐變化轉移方向的偏航系統，渦輪機轉向角度最高更可達 180 度，看起來就像在海底旋轉的電風扇，但渦輪機體型較大，海底裝設成本較高。而第二代渦輪機則是由多個轉子組成，透過電纜與海底錨泊系統連接，體型較小，更適合裝置在深海中，不過官網並沒有提到發電效率與建造成本數據。

UPM 研究員 Amable López 表示，GESMEY 系統已獲得大學專利，也是全球第一個在海上進行測試且能完全潛入水下的二代潮汐設備。且得益於成本分析系統，團隊可評估多種設計方案並達成降低成本目標，可望讓該潮汐能系統不管是在經濟還是技術上都具有競爭力。

研究人員 José Andrés Somolinos 也指出，由於潮汐為可預測波動，這項優勢有助於潮汐能未來發展，團隊也致力於提升潮汐能的商業可能性，盼望該技術未來有助於沿海與偏遠地區經濟成長與增添就業機會。新型程式設計已發表在《再生與永續能源評論（Renewable and Sustainable Energy Reviews）》。