隧道風能發電

隧道風能發電

隧道風能發電,是利用捷運內列車行駛中對隧道內產生的風能來發電的。經過實際現場測試,這樣的風力條件可以進行合理開發利用。因此在北京有立項,如果建成,北京捷運內照明用電可以滿足。因此可以這將大大緩解北京市的電力緊張。 由於國外也沒有先例,因此受到眾多人士甚至專家的質疑。 北京捷運隧道的風能可以用來發電,鍾衍對此深信不疑。鍾衍是北京建築技術發展有限責任公司的副總經理。他們已經為“利用捷運隧道風發電”的項目提交了專利申請書,該項目已獲得了建設部的立項。

起源

鍾衍的這個念頭最早來源於他2008年秋天的一次開車出差。當時,他駕車沿著京滬高速向山東一路飛馳。他注意到,車過之處,高速路邊綠化帶的葉片開始大幅晃動。鍾衍突發奇想:既然自然風可以被用來發電,這種人為製造的風為什麼不能呢?

回到北京後,他向幾個技術員說起了自己的想法。幾經研討後,他們發現,捕捉捷運隧道的風是一個比較理想的選擇。雖然公路和普通鐵路上也有隧道,但這些隧道長度較短,不利於風能的收集,而捷運隧道封閉於地下,並且里程較長,是收集風能最好的隧道系統。

鍾衍認為,在捷運隧道的兩面隧道壁上只要安裝了合適的風機,就可以進行發電,而這種電能經過輸送、蓄能、併網等環節傳送到捷運站台,就可以解決捷運站的照明及廣告牌用電問題。

相關測試

實驗測試:兩站間年發電96000千瓦時

2009年1月7日鍾衍和技術人員們在北京的建國門、五棵松、朝陽門、西直門四個捷運站進行了風能測試。列車經過時,風速大約每秒5至7米,最高可以達到15米。北京捷運每天運行約200班次,每班次有效風速持續時間為30秒。他們認為,這樣的風力條件可以進行合理開發利用。

實際測試與數據測算結果基本相符,看來這一設計標準是具備可行性的。

北京市捷運兩個站台的間距約為1.2公里,全速行駛區段在800米左右。鍾衍和他的團隊初步設計每隔5米在隧道雙側安裝風輪,這樣兩個站台之間一年總發電量可達96000千瓦時,基本可滿足一座小型捷運站的照明用電根據鍾衍他們的考察,北京捷運每天運行約200班次,每班次有效風速持續時間為30秒。鍾衍的團隊目前為他們的風力發電機設計的額定發電功率是500瓦/台,則每台發電機在一年365天的發電量約為300千瓦時。

科研立項

2009年5月,捷運隧道風能回收再利用課題已經通過了建設部的立項,該項目的技術模型在2009年6月份的北京節能環保展上也已經亮相,鍾衍下一步計畫申請在北京立項,並與捷運等相關部門合作進行模擬試驗,目前,他們最需要的就是資金的支持。

據介紹,這些設備的研究和製造成本很昂貴。隧道內安裝一個風輪的平均成本約為1000元,一段捷運隧道的設備投入約為32萬元。

發展意義

如果鍾衍的計畫順利進行,兩年後,當列車駛過捷運隧道,將帶動隧道兩側的風機轉動,然後通過輸送、蓄能、併網等環節傳送到捷運站台,支持捷運站的照明及廣告牌用電。

在擴大內需的基建熱潮下,全國目前共有12個城市的36條城市軌道交通線路在建。如果鍾衍的計畫可行,未來這些為數眾多的捷運站將可能被改裝成一個個小型的“發電廠”,那股一掠而過的風將讓我們節省下一筆可觀的能源。

鍾衍稱北京市目前開通的捷運一號線、二號線、十號線、五號線地下部分共有74個捷運站,假設每座捷運站一年可以使用的隧道風電都達到96000千瓦時,則74個捷運站一年的隧道風電總量將可以達到7104000千瓦時。這將大大緩解北京市的電力緊張。而隧道內安裝一個風輪的平均成本大約需要1000元,只需要4至5年就可以收回設備成本。

專家質疑

“利用捷運隧道風能發電”的想法,引起了很多人的好奇,也惹來了一些質疑。“雖然從有效能源利用的角度來考慮,捷運系統中所產生的風能可以用來進行開發和利用,但是其產生的風能太小,很難形成規模效益,這在開發上並不具有經濟價值。”長城證券新能源行業分析師周濤認為,目前在世界範圍內,他還沒有聽說過有利用市內風能來進行發電的做法。這樣的項目就是捷運公司同意進行開發,也很難吸引投資商的興趣。

中國工程院院士王夢恕也不看好這個項目。他認為,利用隧道風能發電的想法根本就不可能,而且在技術上也不太可靠。他說,捷運線路上運行的列車都有時間間隔。目前,北京市最快的一號線一般間隔也在2分鐘以上,這樣一來,即便隧道中安裝了小型風力發電機,也不能獲得持續穩定的風力。

由於捷運兩條並行的隧道每隔400至500米,中間就有通道相連。在這樣的兩條隧道中,捷運列車駛過產生的風會進入到另一條隧道,加之兩條隧道的列車運行方向不同,因此風的方向也不相同。所以,風電設備很難持續穩定地運行。

針對專家的質疑,鍾衍說,在他們進行的一些實際測試中,還暫時沒有發現王夢恕院士所提到的隧道風向帶來的問題。針對專家們所提的問題,他們也很想和包括王院士在內的有關專家交流溝通。針對安全性,他們已經考慮將架在捷運隧道兩側壁面上的風輪設計成細長的筒形風輪。

隧道發電是否考慮過風洞原理,捷運的運行需要將前方的多餘的空氣以最快的速度排擠到車後邊。這樣機車才能以最少的能耗運行。隧道周圍加一些阻風設施,一定會影響到機車速度和耗能。隧道周圍加一些風力發電機等於加大了機車車頭的迎風面積。增加風阻。

風能發電

隧道風能發電 隧道風能發電

六潛高速公路,隧道多達27座,總長23354米。隧道的照明採用太陽能和風能發電互補離網供電系統,不僅節省電能,還可相對提高照明燈的使用壽命。此系統還具有監控車輛違章等功能,在我省乃至全國高速公路隧道供電中還是首次使用。

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