没有大坝的水电站！现实还是神话？

KAIDO

没有大坝的水电站！现实还是神话？


无需大坝
新一代的独立式涡轮将把水电从大坝中解放出来


在当今这个绿色世界，水电站的大坝通常不受欢迎。尽管它产生的能源是可再生的，并且在表面上是无碳排放的，但还是有很多不好的方面。用大坝阻断河流使得鱼类无法逆流而上去产卵，同时淤泥无法顺流而下去肥沃土地。由于水平面上升，植被被水淹没，开始腐烂，释放出甲烷——一种比二氧化碳威力更大的温室气体。建设大坝的资金投入也相当巨大。至少，由于新的湖泊的出现，很多居民需要重新安置。因此问题就是，是否有一种方法可以取其精华，去其糟粕。答案也许是肯定的。

大坝的作用的双重的。一方面用于放置发电的涡轮，一方面提供足够的落差以有效的驱动涡轮。如果有可能制造出一种涡轮无需水的落差来运转，并且可以放置在河床上，那么就不再需要大坝了。这样的涡轮还可以放在无法建造答辩的地方——比如海底。随着独立式水下涡轮的安装，这样的设想即将成为现实。

独立式涡轮的最大缺点是他们将机械能转化为电能的效率低于大坝内安装的涡轮。没有了混凝土的保护，他们也比大坝内的涡轮要承受更多的冲击和损耗。同时对他们进行维修和维护也很困难。并且他们所推动的发电机，由于是电力机械，需要防止涡轮周围的水对其造成损害。

听起来有点令人沮丧。但在过去的三十年间，计算机越来越便宜，帮助开发者们模拟了水和涡轮叶片的运行——通过纸、笔和公式计算要难得多。此外，原型机可以直接根据计算机模型制造出来。所有这些帮助科学家和制造商解决了独立式涡轮与生俱来的弱点。

第一个新设计出自Alexander Gorlov，一位俄罗斯民用工程师，供职于埃及阿斯旺大坝。他后来搬到了美国，在国家能源部的资助下，他制造出了第一台独立式涡轮原型机，这台机器可以从自由流动的水流中获取能源而“无需建造任何大坝”。机器被命名为gorlov螺旋式涡轮，可以用在任何水流中，无论水流的方向是哪。它的垂直螺旋结构使其具有过去设计中缺乏的稳定性。它还吧能源转化效率从20%提高到了35%。此外，由于轴是垂直的，发电机可以被安装在水面以上的一端——从而无需任何防水箱。

2001年，gorlov因此项发明获得了爱迪生专利奖。涡轮也被美国一家名为Lucid能源技术的公司商用化，并且在南韩和北美的一些试点项目中进行测试。

第二个设计出自Philippe Vauthier，另一位美国移民（他曾是一位瑞士珠宝商）。涡轮由他的公司UEK制造，被锚定在一个水下平台上。涡轮可以随着水流排成一列，就像机场的风向袋。涡轮的安装和维护都很容易，因此他们被安装在发展中国家的偏远地区。

最后一项设计出自Openhydro，一家爱尔兰公司，他们不仅设计了新的涡轮，而且涉及了新的水下发电机。发电机由随着线圈运动的磁铁组成。为什么磁铁不是被安装在外部的，快速移动的涡轮中？涡轮被安装在一个外部的机房，里面放着线圈。结果看起来像是一根管子里放着涡轮。Openhydro的发电机无需润滑，这很大程度上减少了维护的需要，并且据说对于海底生物更安全。

这些新的设计，连同风能和太阳能的流行，意味著以前难以获得的资金现在变得容易。根据新能源金融，一家专业咨询机构的分析，计划制造或安装独立式涡轮的公司在这方面的投资从2004年的1300万美元增加到2007年的1.56亿美元。很多项目已经实施，包括由American Verdant Power与 Uek OpenHydro 和Canadian Clean Current在纽约东河实施的潮汐涡轮项目，以及在Nova Scotia的试点项目。

乐观者主义者认为这只是一个开始。很快，更多的投资者将开始探寻深藏在海床底下的财富——或者不如说，是流淌在海床之上的财富。