SRI International推動利用水流發電之水中風箏系統研究計畫

 

刊登日期:2021/7/14
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美國非營利性科學研究機構SRI International於日前發表,將參與美國能源部先進能源計畫署(ARPA-E)推動之「Submarine Hydrokinetic And Riverine Kilo-megawatt Systems(SHARKS)」計畫,並獲得3年約420萬美元的研究資金。SHARKS是一項針對利用潮汐或河川水流生成電力,且具成本競爭力之流體動力渦輪機(Hydrokinetic Turbine)的開發支援計畫。而SRI International提出的研究計畫則是對環境友善,具有高度可靠性與費用效果,利用水流進行發電的水底風箏(Underwater Kite)裝置「Manta」。

「Manta」的電力轉換系統相當單純,係應用操縱水底風箏或捲線器的壓動作用(Pump Action),遞送出水底風箏後,讓發電機開始轉動,此發電機做為馬達發揮機能性。將水底風箏的動作轉換成電流的動力輸出裝置(Power Takeoff)結合了SRI International設計的傳動系統。藉由此傳動系統,可實現構造的小型化,能讓水底風箏的拉力有效率地與回轉式發電機連結,即使齒輪比(Gear Ratio)不高,發電機仍可高速轉動,降低系統成本,因此「Manta」不僅簡便且更加小型化、效率化。

水底風箏的運作可因應季節、水流變化、人類或野生動物的活動、砂土移動等狀況簡單地予以調節,例如遇到暴風雨、野生動物遷徙、大型船隻通過之際,可利用小型泵浦讓水底風箏沉降。此外,相較於旋轉器,「Manta」對於水中生物的威脅較少。「Manta」的優勢在於能以最小限度的構造與設置成本進行發電,且已確認發電平均成本是回轉式渦輪機的4分之1以下,因此即使是遠離送電網的場所也能設置「Manta」。例如偏遠地區即為理想的使用場所,將可望節省下遠端電力網絡利用費或帶來重大污染之柴油發電機的使用費用。今後SRI International將與加州大學柏克萊分校利用「SHARKS」計畫資金進行「Manta」的改良與實證,期達到未來商業利用之目標。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/210525_underwater-manta-kites.html
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