由于沉箱的強度以及安全承受的壓力,可以把它安放在三百米深度以下,任何較為平坦的地方。
而這樣的沉箱結(jié)構(gòu),同樣的儲氣空間,放得越深,壓強越大,其儲氣量也就越大。
在兩百多米的水下,二十多個大氣壓的壓強,足以將沉箱的儲氣能力提高二十多倍。
而接近恒溫層的深度,水溫基本上在十攝氏度左右,比表層水溫低接近二十度。
這樣的溫差給壓縮空氣蓄能發(fā)電帶來了更好的性能,較低的溫度可以讓空氣更加容易壓縮,從而節(jié)省能源。
沉箱安放到位后,在聯(lián)接好管道準備儲氣之前,魏民生又通過共享空間弄來大量的土石,填充在沉箱上面的圍欄中。
這些土石的存在,足以保證沉箱儲滿氣之后不會上浮和晃動。
四組沉箱一共提供了八根高壓排氣管,最多可以同時驅(qū)動八個透平發(fā)電機組,使蓄能電站的最大發(fā)電擴展能力達到了二百四十兆瓦,足以滿足今后圖瓦盧特區(qū)的所有用電需求。
為了減少發(fā)電設(shè)備噪音對城市居民的影響,魏民生把蓄能電站的修建地址,設(shè)在那道安裝了很多水輪的防護堤上。
兩百米的距離,完全可以把發(fā)電站的噪音,控制在海浪的聲音強度以下,讓居住在希望之城的居民們不受影響。
在壓縮空氣蓄能電站修好以后,那些潮汐能、風能、太陽能、波能等不穩(wěn)定的能源,全部可以通過四根高壓管道,把電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣存儲起來,然后按照特區(qū)城市的用電需求進行發(fā)電。
蓄能電站不是一天兩天就能夠修建完成的,四組沉箱也不是那么容易裝好的。
但是,這種組合式的發(fā)電設(shè)備,完全可以完成一組就投入一組的運轉(zhuǎn)。
按照特區(qū)現(xiàn)有的規(guī)模和建設(shè)進度,一臺三十兆瓦的發(fā)電機組,足以滿足現(xiàn)在所有的用電需求。
為了不至于在用電低谷時出現(xiàn)電力資源的浪費,魏民生又給蓄能電站增加了兩臺十兆瓦的發(fā)電機組。
有了這兩臺機組,蓄能電站就可以根據(jù)不同時間段的用電情況,靈活的選擇十兆瓦、二十兆瓦和三十兆瓦以上,任何一個間隔為十兆瓦的發(fā)電量,達到盡量減少電力浪費的目的。
最先輸入壓縮空氣的設(shè)備,就是那堤壩上安裝的那些木質(zhì)水輪。
雖然每個水輪的功率不大,而且受到涵洞中水流大小變化頻繁的影響。
但魏民生在水輪的動力輸出端加裝了重力緩沖蓄能器之后,可以實現(xiàn)五千瓦穩(wěn)定、持續(xù)的電力輸出。
這樣的結(jié)構(gòu),使得十個水輪每天就可以達到一千二百度電的發(fā)電能力。
而第二種能源是波能,防波堤的邊上,密密麻麻地修建了無數(shù)個混凝土固定樁。
每個固定樁上,用木栓固定了一根直徑二十厘米、長五米的圓木,圓木可以以木栓為支點進行上下晃動。
在圓木的另一端,固定了一個浮筒。
在浮筒的作用下,把海浪的動能轉(zhuǎn)化為圓木上下擺動的機械力。
然后利用杠桿的原理,驅(qū)動活塞式壓縮機工作,產(chǎn)生的壓縮空氣通過統(tǒng)一的管道進行傳輸。
這些圓木除了能夠產(chǎn)生壓縮空氣外,還可以有效的降低海浪對堤壩的沖刷力。
防波堤上圓木的數(shù)量雖多,收集的能量也不少。
但是,受活塞式壓縮機的性能限制,無法產(chǎn)生較高的壓力,不能直接把這些壓縮空氣壓入兩百多米的海底蓄能場。
所以,魏民生又在六、七十米深的海床上,增加了一個小型的沉箱,用于低壓氣體向高壓氣體的過渡。
那些七、八個大氣壓的壓縮空氣,可以很輕松地壓入這個小型沉箱的儲氣室中。
而充氣口的單向閥,可以保證在檢修設(shè)備時,沉箱中的空氣不會沿著充氣管道泄漏。
在沉箱的儲氣室頂部,固定安裝了一臺高壓壓縮機,通過再次做功,把七、八個大氣壓的壓縮空氣,再次加壓到二十多個大氣壓,通過高壓氣管送入高壓蓄能場。
為了保證壓縮機的安全,壓縮機下面設(shè)置了多個水位檢測開關(guān)。
只要有一個開關(guān)動作,岸上就會立即自動切斷壓縮機的電源。
而為了便于檢修,沉箱的底部留了一個缺口,方便維修人員的進出,或者作為壓縮機的更換通道。
那些圓木當然是來自于異界,并且利用那里的人力資源和設(shè)備,加工成統(tǒng)一的尺寸。
雖然圓木的強度比不上鋼材,在受到海上風暴的襲擊時更容易損壞。
但它不會受到海水的浸蝕,而且,它的損壞可以保護與它相連設(shè)備的安全,相當于一個保險絲的作用。
再說了,這些損壞不嚴重的圓木可以使用鉚隼結(jié)構(gòu)進行修復,一點都不會影響到使用。
那些損壞嚴重的和維修過程中產(chǎn)生的邊角余料,在氣化爐的作用下,還可以用作集中式廚房或者燃氣發(fā)電機的燃料。
每一根圓木產(chǎn)生的壓縮空氣并不多,但它們的數(shù)量卻足以彌補這樣的不足。
而且,幾乎不會停止的海浪,給予了無窮無盡的綠色能量,這是其它能源所不具備的。
從天空看下去,防波堤內(nèi)外的海浪完全是兩個世界,洶涌澎湃的海浪,在接觸到防波堤上那些像纖毛一樣的圓木能量收集器后,變得不再狂暴。
甚至在推進到防波堤時,拍打堤岸的力量連大的浪花都翻不起幾朵。
防波堤內(nèi)相對平靜的潮汐水庫,讓魏民生想到了太陽能的利用。
把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能的太陽能發(fā)電系統(tǒng),整體成本太高,而且發(fā)電效率并不高。
所以,魏民生還是用海上平臺那樣的高效的聚光集熱方式,把太陽能轉(zhuǎn)化為高溫油液。
但這些高溫油液的利用方式卻有所不同。
那壓縮空氣在減壓過程中會吸收大量的熱能,為了讓壓縮空氣發(fā)揮出更大的效率,傳統(tǒng)的方式是用壓縮空氣加燃氣的方式來驅(qū)動氣輪透平機。
由于一些能量來自于環(huán)境中的熱能,所以用壓縮空氣存儲的能量,往往可以發(fā)揮出百分之百以上的能效。
這并沒有違背能量守恒,而是在減壓過程中那些從環(huán)境中吸收的能量也參與了能量輸出,只不過大家沒有意識到而已。