波浪能发电

波浪能发电波浪转换技术的进展波浪能发电是通过波浪能装置将波浪能首先转换为往复机械能,然后再通过动力摄取系统转换成所需的动力或电能。目前已经研究开发了多种波量能技术,实现波浪能转换。根据国际上最新的分类方式,波浪能技术主要有振荡水柱技术、振荡浮子技术、越浪技术和漂浮直驱式等振荡水柱式振荡水柱技术是利用一个水下开口的气室吸收波能的技术。波浪驱动气室内水柱往复运动,再通过水柱驱动气室内的空气,进而由空气驱动叶轮,得到旋转机械能,或进一步驱动发电装置,得到电能。其优点是转换装置不与海水接触,可靠性较高;工作于水面,便于研究,容易实施;缺点是效率低。目前已建成的振荡水柱装置有挪威的500kW岸式装置、英国的500kW岸式装置LIMPET、澳大利亚的500kW离岸装置UisceBeatha、中国的100kW岸式装置、日本和中国的航标灯用10W发电装置等。其中日本和中国的航标灯用10W发电装置处于商业运行阶段,其余处于示范阶段。振荡浮子式振荡浮子技术包括鸭式、筏式、浮子式、摆式、蛙式等诸多技术。振荡浮子技术是利用波浪的运动推动装置的活动部分���鸭体、筏体、浮子等产生往复运动,驱动机械系统或油、水等中间介质的液压系统,再推动发电装置发电。已研制成功的振荡浮子装置包括英国的Pelamis、ArchimedesWaveSwing(AWS)、美国的PowerBuoy和中国的50kW岸式振荡浮子波能电站、30kW沿岸固定式摆式电站等。其中英国的Pelamis装置效率较低,可靠性较高,处于商业运行阶段;其余装置效率较高,但可靠性较低,尚处于示范阶段。越浪式越浪技术是利用水道将波浪引入高位水库形成水位差(水头),利用水头直接驱动水轮发电机组发电。越浪式技术包括收缩波道技术(TaperedChannel)、波龙(WaveDragon)和槽式技术(SeaSlot-coneGenerator)。优点是具有较好的输出稳定性、效率以及可靠性;缺点是尺寸巨大,建造存在困难。漂浮直驱式漂浮直驱式波浪能利用技术是海洋波浪能利用技术的一种，其技术特点是采用漂浮式可避免潮位对装置特性的影响，采用点吸收式其有效工作时间不受来波方向的影响，采用直线发电方式把目前常采用的三级转换系统变成了相对简单的两级转换系统，提高了可靠性和转换效率，简化了技术难度，降低了造价，其长型结构可保证系统在波浪作用下具有较高的稳定性。10kW装置的投放和示范发电证明了该技术的可行性。浮直驱式波浪能利用技术波浪能利用前景波浪能技术目前还处于发散状态,存在各种技术的不同发展方向,但发展趋势是不断地向高效率、高可靠性、低造价方向发展,以形成低成本的成熟技术,最后通过规模化生产和应用,可大幅降低发电成本。波浪能能流密度高、储量巨大且分布广泛,是未来海洋能利用发展的主要方向,在海洋开发和海防方面将起到关键作用。通过开展波浪能转换过程的研究,进一步提高波浪能装置的转换效率以及可靠性,是波浪能利用技术发展的关键。(1)主要科学问题。波浪能转换过程是海洋能转换中最复杂的过程。其主要科学问题在于:波浪具有的随机性造成能流不稳定,设计者难以确定波浪能装置各级转换的设计点;!波浪的多向往复性运动,使设计者难以设计出合理的能量俘获系统和动力摄取系统;∀波浪能装置工作在波浪最大的地方,波浪的随机性和不稳定性导致波浪能装置的各种突发性波浪载荷;恶劣的海洋环境造成的腐蚀、海生物附着又可能造成装置某些环节的失效。(2)关键技术。波浪能利用方面,需要解决的关键技术包括:波浪聚集与相位控制技术;波能装置的波浪载荷及在海洋环境中的生存技术;波能装置建造和施工中的海洋工程技术;不规则波浪中的波能装置的设计与运行优化;往复流动中的透平研究;波浪能的稳定发电技术和独立发电技术等。