管道内的水力发电

LucidEnergy希望，能够将世界各地数百万英里长的重力流输水管道变成清洁、环保、可再生能源型管道内水力发电机，并认为未来管道内水电将成为一种广泛使用的可再生能源，在提高供水经济可持续性的同时，降低人类对化石燃料的依赖。

 

LucidPipe™电力系统通过采集一种未被采集的资源，即重力流供水管道中的多余压力，将其转化为可再生能源：LucidPipe的设计充分考虑了与市政水务局的需求。

 

经过多年的研究、开发和与水务部门相关负责人员的探讨，LucidEnergy开发出一种独特的球形管道内水力涡轮发电机，并获得了专利。该水力涡轮发电机发电时，不需要去除压力或切断水的供应。因为涡轮机是在管道内部运行的，LucidPipe也不会损害生态系统。这种水力发电非常清洁，并由水务部门进行控制。

 

LucidEnergy的这项研究工作始于2007年，重点是开发用于开放水道的小型水力涡轮机。但开放水道的复杂性很高：水流不可预测并严重依赖于天气，涡轮机会受到垃圾碎片、鱼类和其它水生态系统居民的损害，河流或溪流中的任何东西都会对涡轮机的工作环境造成危害。

 

公司目前正在设计第二代LucidPipe涡轮发电机，期望通过利用先进的制造技术，显著提高发电量，满足各种不同管径的流量的需求，并大幅降低资本投资。第二代LucidPipe电力系统成本降低后，有望在世界各地扩大装机数量。

 

 

工作机理

 

LucidPipe™电力系统可带来环境友好的水电站，同时不影响供水。独特的球形涡轮发电机安装在大口径（24″-60″）的重力流供水管道内。当水通过涡轮发电机时，涡轮旋转，将多余的水压转化为电能。可以将多个涡轮发电机一个接一个串联安装，以最大限度地提高发电量。通过流量控制阀将上游管道中的压力提取出来，从而减少阀门的负荷，并降低阀门随着时间的推移而发生的磨损。

 

与传统水力发电和管道内RPV置换技术不同，LucidPipe电力系统不会抑制水的输送，并适用于各种管道直径和压力/流量。涡轮机呈串联布置，相距管道4个直径的距离，以获得最大的能量潜力。新一代涡轮机的发电量有望超过原涡轮机的1倍。

 

LucidPipe电力系统产生的电力可以计价收费，或通过购电协议（PPA）出售给能源公司。根据当地能源价格和其它项目融资因素，目标平准化电力成本（LCoE）介于0.05美元/千瓦时~0.12美元/千万时之间。目标项目投资回收期为10年。

 

LucidPipe的优势：

 

•不损害生态系统的水电

 

•发电量全天候稳定一致、可预测

 

•不影响供水•通过购电协议将多余的水压转化为营收

 

•提供并网或离网电力

 

•用于分布式供电、高峰时供电和电池充电

 

如今，水务机构面临着越来越多的财政挑战。能源成本高、能源效率低以及维修或更换老化基础设施的需求，都需要创造性的解决方案来保持运营的可持续性。管道维修和安装为广泛部署LucidPipe提供了机会，以在全国范围内生产兆瓦级的可再生能源。

 

波特兰水务局和Riverside公用事业公司这两家创新型水务公司在其输水管道中部署了第一代LucidPipe电力系统。这些装置已经证明了LucidPipe的理念，成为世界各地水资源机构探索管内水力发电价值的典范。根据与波特兰市和波特兰水务局（PWB）的合同，LucidEnergy安装了一台42″的四涡轮系统，作为PWB系统升级的一部分于2015年1月上线。

 

该水务局与当地电力公司波特兰通用电气签订了一份为期20年的购电协议，以购买该系统产生的能源。项目将帮助该市实现气候行动计划目标，每年平均发电量为900兆瓦时，足够为大约100户家庭供电。

 

 

 

文章来源：

 

Lucid Energy 如需更详细的信息，请参阅IDTechEx 的《2019-2029年从微瓦到兆瓦的能量收集》报告（Energy Harvesting Microwatt to Megawatt 2019-2029）。