潮汐能是海水周期性漲落運動中所具有的能量。其水位差表現(xiàn)為勢能，其潮流的速度表現(xiàn)為動能。這兩種能量都可以利用，是一種可再生能源。這種能量是永恒的、無污染的能量。

對于近海與四面環(huán)海國家來說，潮汐能雖然是個具有發(fā)展?jié)摿Φ脑偕茉催x項，但得先克服成本與海水侵蝕挑戰(zhàn)。近日西班牙馬德里理工大學(xué) (UPM)研發(fā)出新一代潮汐渦輪機與錨泊系統(tǒng)(anchoring systems)，可減少潮汐電廠整體成本 30%。

為了解決新型設(shè)備制造、安裝和修護(hù)成本高昂問題，UPM 海洋再生能源技術(shù)研究小組(GITERM)成員研發(fā)新設(shè)計與程序(procedures)來評估發(fā)電機的壽命成本，利用經(jīng)濟分析和模擬系統(tǒng)設(shè)計出更簡單與穩(wěn)固的錨泊，讓潮汐電站不會在深海中漂移。

有別于波浪能利用海浪動能發(fā)電，潮汐能是從晝夜間的海水漲落獲得能量，并透過水位差來發(fā)電?？茖W(xué)家更認(rèn)為，潮汐能很有可能是海上再生能源下一趨勢。其中英國蘇格蘭已于 2017 年 9 月設(shè)備世上最大潮汐電廠，發(fā)電紀(jì)錄最高可達(dá) 700 MWh，其余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 米處，第一代潮汐能如要裝設(shè)在海床上，得消耗大量建設(shè)成本，因此第二代潮汐能應(yīng)運而生。團隊為了讓設(shè)備固定于海底，且不被海流沖走，新一代潮汐能系統(tǒng)已加增錨泊與固定用電纜。

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

▲ 業(yè)者 Atlantis 用于蘇格蘭的潮汐能渦輪機。(Source： Atlantis )

第一代潮汐能渦輪形狀與風(fēng)機相似，大多具有 3 個葉片與變槳系統(tǒng)，并擁有可根據(jù)潮汐變化轉(zhuǎn)移方向的偏航系統(tǒng)，渦輪機轉(zhuǎn)向角度最高更可達(dá) 180 度，看起來就像在海底旋轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇，但渦輪機體型較大，海底裝設(shè)成本較高。而第二代渦輪機則是由多個轉(zhuǎn)子組成，透過電纜與海底錨泊系統(tǒng)連接，體型較小，更適合設(shè)備在深海中，不過官網(wǎng)并沒有提到發(fā)電效率與建造成本數(shù)據(jù)。

UPM 研究員 Amable López 表示，GESMEY 系統(tǒng)已獲得大學(xué)專利，也是全球第一個在海上進(jìn)行測試且能完全潛入水下的二代潮汐設(shè)備。且得益于成本分析系統(tǒng)，團隊可評估多種設(shè)計方案并達(dá)成降低成本目標(biāo)，可望讓該潮汐能系統(tǒng)不管是在經(jīng)濟還是技術(shù)上都具有競爭力。

研究人員 José Andrés Somolinos 也指出，由于潮汐為可預(yù)測波動，這項優(yōu)勢有助于潮汐能未來發(fā)展，團隊也致力于提升潮汐能的商業(yè)可能性，盼望該技術(shù)未來有助于沿海與偏遠(yuǎn)地區(qū)經(jīng)濟成長與增添就業(yè)機會。