波浪能——取自海洋的清洁能源

来源:中国海洋报   发布时间:2016-08-18 11:10:48 

■王冀

 

  波浪能是由风能转化来的一种能量,风吹过海洋,通过海-气相互作用把能量传递给海水,形成波浪,将能量储存为势能(水团偏离海平面的位势)和动能(通过水体运动的形式)。波浪能的特点是,总储量巨大,波能密度低;资源分布广泛,但分布明显不均;能量具有多向性,并且随时间、地域变化。

  目前,波浪能发电是发展最快的海洋能技术之一,世界上已有英国、美国、挪威、中国、日本等国家和地区在海上研建了数十个波浪能发电装置及示范电站。目前欧洲的波浪能发电技术整体居于领先地位,特别是近10年来,欧洲国家取得了很大进展。波浪能发电是利用物体在波浪作用下的纵向和横向运动、波浪压力的变化及波浪在海岸的爬升等所具有的机械能进行发电,它的结构形式、工作原理多种多样。发电装置按能量传递方式可分为振荡水柱式、摆式、筏式、点吸收式、越浪式等形式;按安装位置可分为岸式和离岸式;按固定方式可分为固定式和漂浮式。

  振荡水柱式技术利用气室俘获波浪能,气室为中空结构,当波浪到达气室时,气室内的水柱发生振荡,压缩气室内的空气,从而俘获波浪能推动空气涡轮机进行发电。摆式发电装置的浮体在波浪的作用下往复摆动,从而带动装置的液压传动系统实现发电。筏式波浪能技术通过漂浮在水面的、类似木筏的、端部铰接的若干浮体俘获波浪能,再通过液压系统驱动发电机发电。点吸收式技术采用浮子俘获波浪能,通过与浮子连接的液压装置将波浪能转换成液压能,再通过发电机转换成电能。越浪式波能技术依靠逐渐收缩的导浪墙俘获入射波浪,使之在逐渐收缩的导浪墙中放大,直到越过导浪墙顶进入高于海面的水库。利用进入水库的水的势能通过涡轮机转换成电能。

  据“908专项”调查成果显示,我国近海离岸20公里以内的波浪能理论装机容量为1599万千瓦,其中广东省资源潜在量最高,其次是海南省、福建省和浙江省。我国波浪能开发利用技术研究始于上世纪70年代,从上世纪80年代以来获得较快发展。尤其是2010 年海洋能专项资金设立以后,有十几个研究所和大学开展了振荡浮子式、摆式、筏式等波能转换装置的研究,波浪能技术获得突破性进展,已具备远海岛礁应用能力。20151119日,由海洋能资金支持的,中国科学院广州能源所研建的100千瓦鹰式波浪能发电装置万山号在珠海市万山海域成功投放。截至今年618日,该装置累积发电量突破3万度,在运行时间、发电量方面双双创我国波浪能发电装置新高。鹰式波浪能发电装置实现了我国大型波浪能转换技术由岸式向漂浮式的成功转变,为我国波浪能装备走向深远海域奠定了坚实基础。

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