[发明专利]一种基于“凿礁成道”开发海洋潮流能资源的方法

说明书

本发明公开了一种基于“凿礁成道”开发海洋潮流能资源的方法。具体基于不同的海洋信息数据，对未被大规模开发利用的”多礁洋”海域进行特征信息提取和处理，以获得海底地貌、断层、岩层、岩体、沙坝、水深、流速及海上航线和海底管网分布等信息。进而基于“凿除暗礁，打通水道，开辟新潮道”的思路，开展潮流能资源量的预测模拟计算和地质条件判识，并据此开展可开发海域的选取。在此基础上，开展拟开辟新潮道的设计和需要凿除暗礁选取，并进行相应岩土工程量计算，从而获得最佳工程技术方案。基于本发明方法开辟出的新潮道，流速、流量与潮流能资源量均成倍增加，且可整条潮道、整个海域利用，特别适合于最新的大规模网状小型叶轮机组装机发电。

技术领域

本发明属于海洋新能源技术领域，具体涉及一种通过“凿除暗礁，打通水道，开辟新潮道”的工程技术手段，来开发“多礁洋”海域潮流能资源的方法。

背景技术

潮流能是海水受月球和太阳的引力作用而产生的巨大动能，是一种能量密度非常高(太阳能的30倍，风能的4倍)，资源非常丰富，取之不尽、用之不竭的可再生能源。主要分布于海湾、河口湾、海峡及岛屿之间的狭窄水道，如渤海湾北部的老铁山水道、杭州湾北侧海域、舟山群岛海域、福建三都澳-三都角西北部海域和台湾海峡的澎湖列岛海域，等等。

上世纪60-80年代，国际上主要采用筑坝发电技术来开发潮流能资源，装机容量普遍较大。如韩国254MW(http://dx.doi.org/10.1016/j.oceaneng.2010.01.015)、法国240MW、加拿大20MW(http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.08.014)。但该技术对环境影响很大，且建设成本高。因此，后来借鉴风电方法，采用大型叶轮机技术来开发潮流能资源。该方法尽管对环境影响小，但运行和维护成本都很高。因此，近年来改为采用网状小型叶轮机技术来开发潮流能资源(http://dx.doi.org/10.1016/j.oceaneng.2016.03.061)，且已成功实现单机MW级发电，最大功率可达1.2MW(英国)。

相比之下，我国的潮流能利用技术发展较慢，主要有垂直、水平轴两种方式的潮流能发电。前者如哈尔滨工程大学和中国海洋大学，先后试验了5kW、40kW、60kW、75kW级潮流能发电；后者如浙江大学、中国海洋大学与东北师范大学，先后试验了5kW、20kW、25kW级150kW级潮流能发电。最近，浙江大学在舟山成功实现1MW机组的潮流能发电(http://zjrb.zjol.com.cn/html/2016-08/16/content_2996382.htm？div＝-1)。

在潮流能发电装置上，目前国内外主要着眼于潮流能捕捉装置和传递装置(水平/垂直轴叶轮和增速机)的改进，但效果较差。主要表现在潮流能捕捉效率低，装机容量小，运行成本高，投入/产出比低。

同时，由于在潮流能资源丰富的地方，岛屿、暗礁众多，潮道窄而深，往往被军方占用(如潜艇)。而在其两侧，则往往遍布码头，是客船和商船，特别是大型商船进出港口的重要通道，因此无法大规模地开发利用，也造成潮流能资源整体的利用率很低。

综上所述，目前潮流能资源的开发与利用主要存在如下两个问题：

1、潮流能捕捉效率低，装机容量小，运行成本高，投入/产出比低；

2、航运、交通和军方对现有潮道的占用，无法大规模地开发与利用。

发明内容

针对现有开发技术存在的缺陷与不足，本发明基于发展思路创新，提出一种海洋潮流能资源开发的全新方法。在目前尚未被大规模开发利用的“多礁洋”海域(如舟山峙头洋海域)，通过凿除暗礁，打通水道，开辟新潮道，大幅提高潮流流速、增大潮流流量，成倍地增加可利用的潮流能资源。从而一举解决由于航运、交通和军方对现有潮道的占用，无法大规模开发利用的问题，以及在现有技术条件下潮流能捕捉效率低，装机容量小，运行成本高的问题。