据估计,到2050年,波浪能可以提供全球能源需求的10%。如果这是真的,这将是对绿色未来的一个重大推动,但目前,这种可再生能源仍在开发中。在这里,克里斯约翰逊,陶瓷轴承专家SMB轴承的董事总经理,解释了轴承将如何成为海洋动力的关键使能者。
理论上,波能是直接的。海浪上下摆动,转动位于水面或水下的涡轮机,产生电能,并传输到电网。事实上,与风能和太阳能等其他可再生能源相比,海浪发电并不是一项被广泛应用的商业技术,因为它在成本上不具有竞争力,而且面临诸多环境挑战。
但太阳能和风能有一个很大的缺点:它们并不总是可用的。另一方面,海浪是无情的,提供了不断发电的机会,不论早晚,夏冬。
让波浪农场成为常态需要时间和现实的前景。当然,波浪能仅限于海洋附近的区域。毕竟,传输电力的电缆只能这么长。但考虑到世界上40%的人口居住在距离海洋100公里以内的地方,这意味着大量的灯、设备和水壶都可以由海浪提供能量。
世界上第一个商业波浪能项目预计将于2023年上线,该项目位于葡萄牙Póvoa de Varzim附近的近海5公里处。波浪场由一系列火车车厢大小的漂浮物组成,这些漂浮物利用波浪将电力输送到阿卡杜拉海滩上一个专门建造的变电站。每个浮子产生约750千瓦的电力,足以供应500户家庭。
真正的挑战是开发能够承受极端环境的硬件。海浪不断地冲击着设备,非常大的风暴波会损坏转换器。同样,咸水也会腐蚀或破坏任何金属部件。科学家和工程师们正在尝试许多不同的方法来克服这些挑战。
在波能转换器和周边旋转设备中使用的轴承是波场成功的一个重要因素。虽然全世界都在寻求摆脱化石燃料,但我们不能忘记该领域所有经过试验和测试的技术。陶瓷轴承是石油和天然气钻井平台上使用的众多部件之一,我们应该将其引入波浪场。
对于水线以上的部件,设计工程师可以选择316级不锈钢轴承,但对于水下应用,全陶瓷轴承通常是最佳选择。
全陶瓷轴承,由氧化锆或氮化硅制成,PEEK笼和密封,在海洋环境中提供优异的耐腐蚀性。由于陶瓷轴承不受海水影响,它们可以在海洋环境中使用,在那里它们永远被淹没,可以应对高负荷,虽然没有传统钢轴承高。检查轴承制造商提供的额定负载。
除了轴承材料之外,质量和轴配合对设计工程师开发波浪能试验台或成熟的波浪场的机械和设备同样重要。正确的轴承可以最大限度地减少摩擦和腐蚀,同时通过消除对润滑脂的需要,避免润滑剂冲刷问题。
海浪能占全球能源需求的10%,要使2050年的预测正确,就需要仔细考虑设计问题。
SMB轴承
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