波浪能是海洋能的一種具體形態，也是海洋能中最主要的能源之一，它的開發和利用對緩解能源危機和減少環境污染是非常重要的。洶湧的海浪運動產生巨大的、永恆的和環保的能量，如果能將海浪的動能及其他水面的波浪能充分利用起來，則世界能源的前景會相當廣闊和光明。
基本介紹
- 中文名：波浪能
- 外文名：wave energy
- 類型：海洋能
- 開發意義：緩解能源危機和減少環境污染
- 套用實例：擺式波力電站
- 分布：集中於廣東、福建、山東附近海域
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簡介
海水是一種由無數海水質點所組成的流體。在外力作用下，海水質點在其平衡點位置附近作周期性運動，這就形成了波浪。波浪是除潮汐外海水的另一種驚心動魄的大規模巨觀運動。風越疾、浪越高。大浪滔天時即使萬噸巨輪也會隨之飄舞。風是引起水面波動的主要外界因素。當風掠過海面時，海水表面因受到空氣的摩擦力和大氣壓力的作用而產生動盪。風速是決定波浪大小的主要因素。一般情況下，風力達到10級以上時，波浪的高度可達12m，相當於四層樓的高度，更有甚者常常高到15m以上。海上常見六七級風，它掀起的波浪也足有3m至6m高。前面提到海水是由質點組成的，風的吹動或者潮汐的運動均會使海水質點相對海平面發生位移現象，從而使波浪具有勢能，而海水質點的運動，又會使波浪具有動能。因此，實際上波浪能是海洋表面所具有的動能和勢能的總和。波浪的能量與波高的平方、波浪的運動周期以及迎波面的寬度成正比。另外，波浪能的大小還與風速、風向、連續吹風的時間、流速等諸多因素有關。例如，颱風產生的巨浪，其功率密度可達每米迎波面數千千瓦。
特點
海洋中的波浪主要是風浪，而風的能量又來自太陽，所以說波浪能是一種很好的可再生能源。另據世界能源委員會的調查結果顯示：全球可利用的波浪能達20億kW，數量相當可觀。同時，波浪能由於具有以下優點也保證了其良好的可開發性：
（1）波浪能是一種機械能，是海洋能中質量最好的能源，同時也使其能量轉化裝置相對簡單。
（2）儘管波浪能的能流密度偏低，但蘊藏量大。如太平洋、大西洋東岸中緯度30~40°區域，波浪能可達30~70kW/m，某些地方更高達100kW/m，可以保證可開發利用能源的總量。
（3）冬季可利用的波浪能最大，可以有效緩解該季節能耗巨大的問題。
（4）波浪能是海洋中分布最廣的可再生能源，因此波浪能可以成為海上偏遠地區的能量來源。
波浪能發電技術
波浪能發電可分為能量採集系統和能量轉換系統兩部分。
採集系統的作用是捕獲波浪能。其主要形式有：振盪水柱式、振盪浮子式、擺式、鴨式、筏式、收縮坡道式、蚌式等。提高波浪能俘獲量的技術有：通過波浪能繞射或折射的聚波技術，通過系統與波浪共振的慣性聚波技術等。
轉換系統的作用是把俘獲的波浪能轉換為某種特定形式的機械能或電能。它由以下幾個主要部分組成：空氣葉輪、低水頭水輪機、液壓系統、機械系統以及發電機等。另外，為提高轉化效率可採用可控葉片、變阻尼、整流、定壓等方法。
按波浪能的利用方式，波浪能發電可大致分為利用波浪能的垂直運動、利用波浪能的水平運動、利用波浪的水壓、利用波浪水質點的運動等形式。按波浪能的裝置的結構形式可分為振盪水柱式、擺式和聚波式三種裝置。按基本原理又可分為利用物體在波浪作用下產生的振盪和搖擺運動、利用波浪壓力的變化、利用波浪沿岸爬升時產生的水勢能三種方式，而這三種方式也就是我們通常所指的氣動式、液動式和蓄水式。
套用
我國的波浪能資源可觀，近海海域波浪能的蘊含量約達1.5億kW，可開發利用量約為2300~3500萬kW。總的來說，北部少南部多。從地理位置看主要集中於廣東、福建、山東附近海域，其次是江蘇、遼寧、上海和河北。波浪能的分布不僅和地理位置有關，而且季節性特徵明顯，一般秋、冬兩季波浪能功率較大，春、夏兩季則較小，島嶼附近的這種變化尤為顯著。
我國首座岸式波力發電站於2000年的汕尾建成，並通過輸電線路併入100kV的電網。於2001年2月進入試發電，最大發電功率100kW。該電站具有多種自動化保護功能，所有的保護功能均在計算機控制下自動執行，大大地減少了人工干預，使波浪能發電技術接近實用化，具有良好的社會效益和環境效益。同時，由天津國家海洋局海洋技術所研建的100kW擺式波力電站已在青島運行成功。
