潮汐能二代系统改采分散化小型结构以利装设，可减少能源成本达 30%

对于近海与四面环海国家来说，潮汐能虽然是个具有发展潜力的再生能源选项，但得先克服成本与海水侵蚀挑战。近日西班牙马德里理工大学 (UPM)研发出新一代潮汐涡轮机与锚泊系统(anchoring systems)，可减少潮汐电厂整体成本 30%。

为了解决新型设备制造、安装和修护成本高昂问题，UPM 海洋再生能源技术研究小组(GITERM)成员研发新设计与程序(procedures)来评估发电机的寿命成本，利用经济分析和模拟系统设计出更简单与稳固的锚泊，让潮汐电站不会在深海中漂移。

有别于波浪能利用海浪动能发电，潮汐能是从昼夜间的海水涨落获得能量，并透过水位差来发电。科学家更认为，潮汐能很有可能是海上再生能源下一趋势。其中英国苏格兰已于 2017 年 9 月设备世上最大潮汐电厂，发电纪录最高可达 700 MWh，其余欧洲国家与加拿大也正着手安装潮汐能电站。

资料指出，80% 潮汐能潜力位置大多在水深 40 米处，第一代潮汐能如要装设在海床上，得消耗大量建设成本，因此第二代潮汐能应运而生。团队为了让设备固定于海底，且不被海流冲走，新一代潮汐能系统已加增锚泊与固定用电缆。

UPM 新型潮汐设备名为 GESMEY，涡轮机转子(rotor)尺寸已大大减少，第一代涡轮机转子原先大小可与陆上风机比拟，如今已发展为多个转子的潮汐能涡轮机，预计能源生产成本可降低 30% 左右。

▲ 业者 Atlantis 用于苏格兰的潮汐能涡轮机。(Source：Atlantis)

第一代潮汐能涡轮形状与风机相似，大多具有 3 个叶片与变桨系统，并拥有可根据潮汐变化转移方向的偏航系统，涡轮机转向角度最高更可达 180 度，看起来就像在海底旋转的电风扇，但涡轮机体型较大，海底装设成本较高。而第二代涡轮机则是由多个转子组成，透过电缆与海底锚泊系统连接，体型较小，更适合设备在深海中，不过官网并没有提到发电效率与建造成本数据。

UPM 研究员 Amable López 表示，GESMEY 系统已获得大学专利，也是全球第一个在海上进行测试且能完全潜入水下的二代潮汐设备。且得益于成本分析系统，团队可评估多种设计方案并达成降低成本目标，可望让该潮汐能系统不管是在经济还是技术上都具有竞争力。

研究人员 José Andrés Somolinos 也指出，由于潮汐为可预测波动，这项优势有助于潮汐能未来发展，团队也致力于提升潮汐能的商业可能性，盼望该技术未来有助于沿海与偏远地区经济成长与增添就业机会。新型程序设计已发布在《再生与永续能源评论(Renewable and Sustainable Energy Reviews)》。