波浪發電

波浪發電的原理主要是將波力轉換為壓縮空氣來驅動空氣透平發電機發電。當波浪上升時將空氣室中的空氣頂上去，被壓空氣穿過正壓水閥室進入正壓氣缸並驅動發電機軸伸端上的空氣透平使發電機發電，當波浪落下時，空氣室內形成負壓，使大氣中的空氣被吸入氣缸並驅動發電機另一軸伸端上的空氣透平使發電機發電，其旋轉方向不變。

基本介紹

• 中文名：波浪發電
• 外文名：wave energy converter
• 能量：波力
• 驅動：空氣透平發電機
• 作用：發電

基本介紹

海洋能源

利用海洋能源，是當今世界能源研究的方向。特別是在能源關係到國家安全，地球礦物能源逐漸枯竭及環境狀況日益惡化的形勢下，如何有效利用資源豐富、可再生的海洋資源，顯十分重要，慣性波浪發電技術就是在現有利用海洋波浪能發電研究的基礎上，運用成熟的機械製造及發電技術進行有效的組合。將廣闊海岸取之不盡，用之不竭的波浪能低成本地轉化為電能，為改善中國東部沿海地區能源短缺和環境改善開闢一條新的途徑。

波浪發電

波浪發電技術

波浪發電(wave power)將波浪能轉換為電力的技術。波浪能的轉換一般有三級。第一級為波浪能 的收集，通常採用聚波和共振的方法把分散的波浪能 聚集起來。第二級為中間轉換，即能量的傳遞過程，包括機械傳動、低壓水力傳動、高壓液壓傳動、氣動傳動， 使波浪能轉換為有用的機械能。第三級轉換又稱最終轉換，即由機械能通過發電機轉換為電能。波浪發電要求輸入的能量穩定，必須有一系列穩速、穩壓和蓄能等技術來確保，它同常規發電相比有著特殊的要求。利用波浪發電，必須在海上建造浮體，並解決海底輸電問題；在海岸處需要建造特殊的水工建築物，以利收集海浪和安裝發電設備。波浪電站與海水相關，各種裝置均應考慮海水腐蝕、海生物附著和抗禦海上風暴等工程 問題，以適應海洋環境。 波浪發電始於20世紀70年代，以日、美、英、挪威等國為代表，研究了各式集波裝置，進行規模不同的波 浪發電，其中有點頭鴨式、波面筏式、環礁式、整流器 式、海蚌式、軟袋式、振盪水柱式、收縮水道式等。1978年日本開始試驗“海明號”消波發電船。1985年挪威在奧伊加登島建成500kW的岸式振盪水柱波 浪發電站和35OkW收縮水道水庫式波浪電站向海島 供電。 中國於1990年在珠江口大萬山島安裝的3kw岸式波浪發電機試發電成功。

波浪發電方案樣機

相關內容

海洋能

海洋能與潮汐能、海洋溫差能、鹽梯度能、洋流能等能源一樣，是海洋能源中最豐富、最普遍、較難利用的資源之一。波浪能又是海洋能中所占比重較大的海洋能源。海水的波浪運動產生十分巨大的能量。據估算，世界海洋中的波浪能達700億千瓦，占全部海洋能量的94%，是各種海洋能中的“首戶”。波浪是海水的運動形式之一，它的產生是外力（如風、大氣壓力的變化、天體的引潮力等等）、重力與海水表面張力共同作用的結果。波浪形成時，水質點作震盪和位移運動，水質點的位置變化產生位能。波浪能的大小與波高與周期有關，波浪的波高和周期與該波浪形成地點的地理位置、常年風向、風力、潮汐時間、海水深度、海床形狀、海床坡度等因素有關。

波浪發電

可利用的波浪能功率

波浪能是最清潔的可再生資源，它的開發利用，將大大緩解由於礦物能源逐漸枯竭的危機，改善由於燃燒礦物能源對環境造成的破壞。

椐有關資料估算，全世界沿海岸線連續耗散的波浪能功率達27×105 MW，技術上可利用的波浪能潛力為10×105 MW，中國陸地海岸線長達一萬八千多公里、大小島嶼6960多個。根據海洋觀測資料統計，沿海海域年平均波高在2.0M左右，波浪周期平均6s左右。台灣及福建、浙江、廣東等沿海沿岸波浪能的密度可達5～8kW/m。波浪能資源十分豐富，總量約有5億千瓦，可開發利用的約1億千瓦。

中國近海的開發前景

中國近海受季風控制，冬季浪大，夏季浪小，特別是冬季在強烈的偏北風吹拂下，從黃海到南海形成一條東北—西南走向的大浪帶，平均波高在2米以上，且周期在4-8s之間，有利於波浪能發電，具有廣闊的開發利用前景。

突出特點

利用地點有局限性

波浪能是一種密度低、不穩定、無污染、可再生、儲量大、分布廣、利用難的能源。由於波浪能的利用地點局限在海岸附近，還容易受到海洋災害性氣候的侵襲。

不利於大規模開發

由於波浪能開發成本高，規模小，社會效益好但是經濟效益差，投資回收期長，一個多世紀以來，束縛了波浪能的大規模商業化開發利用和發展。

現狀前景

首選新能源之一

隨著世界礦物能源的逐步減少，人們必須尋找新的能源，海洋能源無疑是首選的新能源之一；隨著礦物能源對環境的破壞日益嚴重，人們也在尋找新的替代能源，可再生、清潔的海洋能源，也是最理想的替代能源之一。近年來，世界各國都制定了開發海洋能源的規劃。我國也制定了波浪發電以福建、廣東、海南和山東沿岸為主的發展目標。著重研製建設100kw以上的岸式波力發電站。因此波浪發電的前景是十分廣闊的。

世界各國進行的研究

雖然波浪能開發的技術複雜、成本高、投資回收期長。但是近200年來，世界各國還投入了很大的力量進行了不懈的探索和研究。除了實驗室研究外，挪威、日本、英國、美國、法國、西班牙和中國等國家已建成多個數十瓦至數百千瓦的試驗波浪發電裝置。主要的形式有活動點頭鴨、波面筏、海蚌型；浮體式振盪水拄型；固定式（岸式）振盪水拄型；水流型；壓力柔性袋型等裝置。

波浪發電

英國

英國已建成750kw規模的商業波浪發電站併網發電。

中國

我國在廣東汕尾建設的100kw振盪水拄式波浪發電站也已經通過驗收，存在的問題也逐步得到改進。

發電裝置

波浪發電裝置的類形

已經研究開發比較成熟的波浪發電裝置基本上有三種類形。

振盪水拄型

振盪水拄型是利用用一個容積固定的、與海水相通的容器裝置，通過波浪產生的水面位置變化引起容器內的空氣容積發生變化，壓縮容器內的空氣（中間介質），用壓縮空氣驅動葉輪，帶動發電裝置發電；中科院廣州能源研究所在廣東訕尾建成的100KW波浪發電站（固定岸式），日本海明發電船（浮式）以及航標燈式波力裝置都是屬於這種類型。

波浪發電

機械型

機械型是利用波浪的運動推動裝置的活動部分——鴨體、筏體、浮子等，活動部分壓縮（驅動）油、水等中間介質，通過中間介質推動轉換髮電裝置發電。

水流型

水流型是利用收縮水道將波浪引入高位水庫形成水位差（水頭），利用水頭直接驅動水輪發電機組發電。

各類發電裝置的優缺點

這些波浪發電裝置各有優缺點，但有一個共同的問題是波浪能轉換成電能的中間環節多，效率低，電力輸出波動性大，這也是影響波浪發電大規模開發利用的主要原因之一。把分散的、低密度的、不穩定的波浪能吸收起來，集中、經濟、高效地轉化為有用的電能，裝置及其構築物能承受災害性海洋氣候的破壞，實現安全運行，是當今波浪能開發的難題和方向。