波浪能发电技术研究现状与发展趋势

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波浪能的研究现状与开发利用

波浪能的研究现状与开发利用

波浪能的研究现状与开发运用随着世界经济的发展,人口的激增,社会的进步,人们对能源的需求日益增长。

占地球表面70%的广阔海洋,集中了97%的水量,蕴藏着大量的能源,即海洋能。

近20数年来,受化石燃料能源危机和环境变化压力的驱动,作为重要可再生能源之一的海洋能事业取得了很大发展,在相关高技术后援的支持下,海洋能应用技术日趋成熟,为人类在下个世纪充足运用海洋能展示了美好的前景。

海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源,重要为潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能。

更广义的海洋能源还涉及海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。

究其成因,潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化,其他基本上源于太阳辐射。

海洋能源按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。

其中,潮汐能、海流能和波浪能为机械能,海水温差能为热能,海水盐差能为化学能。

其中波浪由于开发过程中对环境影响最小且以机械能的形式存在,是品位最高的海洋能。

据估算,全世界波浪能的理论值约为109Kw量级。

是现在世界发电量的数百倍,有着广阔的商用前景,因而也是各国海洋研究的重点。

自20世纪70年代世界石油危机以来,各国不断投入大量资金人力开展波浪能开发运用的研究,并取得较大的成果。

日,英,美,澳的国家都研制出应用波浪发电的装置,并应用于波浪发电中。

我国对波浪能的研究,运用起步较晚,目前我国东南沿海福建。

广东等地区已在实验一些波浪发电装置波浪能简介:波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。

波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。

波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。

波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的,它实质上是吸取了风能而形成的。

能量传递速率和风速有关,也和风与水互相作用的距离有关。

波浪可以用波高、波长和波周期等特性来描述目前波浪能的重要的重要运用方式是波浪能发电,此外,波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。

2024年波浪能发电市场分析现状

2024年波浪能发电市场分析现状

2024年波浪能发电市场分析现状1. 引言能源问题一直是人类社会面临的重要挑战之一。

随着对传统能源资源的依赖不断加深,寻找替代能源的需求日益迫切。

波浪能作为一种潜力巨大的可再生能源,吸引了越来越多的关注。

本文旨在通过分析波浪能发电市场的现状,了解其发展潜力以及存在的挑战。

2. 波浪能发电技术概述波浪能发电是一种利用海洋波浪动能来产生电能的技术。

目前主要的波浪能发电技术包括浮动式设备、压力差装置和振动装置等。

这些技术都是通过将波浪的动能转化为机械能,再将机械能转化为电能来实现发电的。

3. 波浪能发电市场现状3.1 市场规模波浪能发电市场的规模目前仍相对较小。

根据统计数据,截至2020年,全球波浪能发电装机容量约为xx兆瓦。

虽然相比于传统能源发电容量来说还不算很大,但随着技术的不断进步和政策的支持,波浪能发电市场有望实现快速增长。

3.2 国家政策支持为推动波浪能发电市场发展,一些国家纷纷出台政策支持。

例如,英国推出了波浪能发电补贴计划,韩国设立了波浪能发电研发基金等。

这些政策的出台为波浪能发电产业提供了良好的发展环境,激励了企业投资和技术研发。

3.3 技术挑战尽管波浪能发电具有巨大的潜力,但其技术挑战也不可忽视。

首先,波浪能发电技术仍处于发展初期,许多技术尚未得到验证和商业化应用。

其次,波浪能利用受到天气条件和地理限制,不同地区的波浪资源分布不均,这也给技术开发和商业化运营带来了一定困难。

4. 波浪能发电市场的发展前景虽然波浪能发电面临着一些挑战,但其发展前景仍然乐观。

首先,波浪能发电是一种清洁、可再生的能源形式,有助于减少对传统能源的依赖,降低碳排放。

其次,波浪能资源广泛分布于全球大部分海洋地区,具备巨大的开发潜力。

随着技术的不断成熟和成本的不断降低,波浪能发电市场有望迎来快速增长。

5. 结论波浪能发电市场作为可再生能源领域的重要一环,尽管目前市场规模相对较小,但其发展前景乐观。

政策支持和技术进步将推动波浪能发电市场快速增长。

海洋波浪能发电技术的研究进展

海洋波浪能发电技术的研究进展

海洋波浪能发电技术的研究进展一、现状分析随着全球对可再生能源的需求不断增长,海洋波浪能作为一种清洁、可持续的能源形式备受关注。

海洋波浪能发电技术以其独特的优势,成为新能源开发领域的热点研究方向之一。

目前,海洋波浪能发电技术已经取得了一些进展,但仍然面临诸多挑战。

海洋波浪能发电技术的发展受到技术水平限制。

目前主流的海洋波浪能发电技术包括波浪能压电发电技术、波浪能液压发电技术、波浪能空气力发电技术等。

这些技术在海洋环境中受到海水腐蚀、机械损耗等多种因素的影响,技术稳定性有待提高。

海洋波浪能资源分布不均匀也制约了技术的应用。

全球各地的海洋波浪资源分布不均,有些地区波浪资源非常丰富,而有些地区则相对匮乏。

这导致了一些技术在实际应用中难以推广。

二、存在问题1. 技术水平不断提升,但仍存在腐蚀、损耗等问题。

2. 海洋波浪资源分布不均匀,导致一些技术无法大规模应用。

3. 技术成本较高,制约了海洋波浪能发电技术的商业化进程。

4. 波浪发电设备对海洋环境的适应性有待提高。

5. 波浪能发电技术的可持续性和稳定性需要进一步研究。

三、对策建议1. 加强技术研发,提升海洋波浪能发电技术的稳定性和耐久性。

通过材料的优化、结构的设计等手段,降低技术的腐蚀、损耗等问题,提高技术的可靠性。

2. 开展波浪资源调研,深入了解各地海洋波浪资源分布情况,合理规划技术应用区域,促进技术的推广和应用。

3. 降低技术成本,推动海洋波浪能发电技术的商业化进程。

通过技术优化、产业链整合等手段,降低技术研发和生产成本,提高技术的竞争力。

4. 强化环境监测和保护,提高波浪发电设备对海洋环境的适应性。

加强设备的环境适应性设计,减少对海洋生态环境的影响,确保技术的可持续发展。

5. 推动跨学科合作,促进波浪能发电技术的综合研究。

加强能源、材料、环境等领域的交叉合作,推动技术的创新和发展。

结语海洋波浪能发电技术作为新能源领域的重要方向,将在未来发挥重要作用。

波浪动力发电技术的研究与应用

波浪动力发电技术的研究与应用

波浪动力发电技术的研究与应用波浪动力是一种新型的可再生能源,可以通过波浪动力发电技术进行转换。

波浪动力发电技术是一种利用波浪动力产生电能的技术,它的工作原理是通过振动波浪发电机,将波浪动力转换为电力。

波浪动力发电技术在可再生能源领域中具有良好的发展前景,本文将从以下几个方面介绍波浪动力发电技术的研究与应用。

一、波浪动力发电技术的研究进展波浪动力发电技术在全球范围内已经得到广泛应用,不断取得了一系列的研究进展。

其中,振动波浪式发电机是一种常见的波浪动力发电技术,它是利用海浪运动振荡发电机,通过转动转子产生电能。

振动波浪式发电机具有体积小,结构简单,维护方便等优点。

此外,震荡水柱式发电机也是波浪动力发电技术的一种重要形式,它通过水柱振动产生电能。

独立式波浪能发电机是另一种发电方式,它可以利用海面风浪、洋流等波动形式收集能量,并将其转化为电能。

二、波浪动力发电技术的应用现状波浪动力发电技术在欧洲、美洲、亚洲等地已经得到广泛应用。

其中,欧洲地区是波浪能发电技术发展最为成熟的地区,目前主要应用于北海和爱尔兰海,其发电量已经达到了数百万千瓦时。

亚洲地区的波浪动力发电技术主要集中在日本、韩国等海域,目前通过波浪能发电的占比不高,但是在各国政策倡导下,未来的发展前景广阔。

三、波浪动力发电技术面临的挑战虽然波浪动力发电技术在可再生能源领域具有较好的前景,但是它面临着一系列的挑战。

其中,最大的问题是海洋环境下设备的耐腐蚀性和可靠性。

在海洋环境下,设备需要能够抵抗恶劣的海洋环境,具有很高的耐腐蚀能力和稳定性。

其次,波浪动力发电技术的成本也是制约其发展的一个因素。

目前波浪动力发电技术的成本较高,需要大量的投资和维护费用。

虽然政府制定了多种补贴政策,但是仍需要不断降低其成本,以促进其应用发展。

四、未来波浪动力发电技术的发展趋势未来,波浪动力发电技术将更加智能化、高效化和智能化。

随着技术的不断成熟,波浪动力发电技术的成本将不断降低,同时其产量也将不断提高。

2024年波浪能发电设备市场分析现状

2024年波浪能发电设备市场分析现状

2024年波浪能发电设备市场分析现状1. 引言波浪能作为一种可再生能源,具有巨大的发展潜力。

波浪能发电设备市场作为波浪能利用的重要组成部分,也受到了广泛的关注。

本文将对波浪能发电设备市场的现状进行分析,以期了解市场的发展态势和潜在机会。

2. 波浪能发电设备市场规模及增长趋势据统计,波浪能发电设备市场在过去几年呈现出稳步增长的态势。

该市场规模由于技术的进步和政府的政策支持而不断扩大。

根据市场研究机构的数据,波浪能发电设备市场在过去五年内年均增长率超过10%。

未来几年,该市场的增长预计将继续保持良好的态势。

随着全球对可再生能源的需求不断增加,波浪能发电设备市场将迎来更多的发展机遇。

3. 波浪能发电设备市场竞争格局目前,波浪能发电设备市场主要由几家大型企业主导。

这些企业在技术研发、设备制造和项目运营方面具有较强的实力和竞争优势。

同时,一些初创企业也在该市场中崭露头角,通过创新技术和商业模式,不断挑战传统企业的地位。

在市场竞争方面,技术创新是企业获取竞争优势的重要手段之一。

波浪能发电设备市场目前存在着技术难题,例如设备的耐久性和稳定性问题。

企业需要通过技术研发来提高设备的性能和可靠性,以满足市场需求。

此外,政府的政策支持也是影响市场竞争格局的重要因素。

政府的补贴政策和税收优惠可以为企业创造良好的发展环境,同时也可以为消费者提供更加便宜的波浪能发电设备。

4. 波浪能发电设备市场面临的挑战和机遇虽然波浪能发电设备市场具有广阔的发展前景,但同时也面临一些挑战。

首先,波浪能发电设备的制造成本较高,造成了设备的销售价格高昂,限制了市场的扩大。

其次,波浪能发电设备的部署和运维也存在一定的难题。

海洋环境的复杂性和设备的耐久性要求,使得波浪能发电设备的维护和修理成本较高,限制了设备的可持续发展。

然而,随着技术的不断进步和经验的积累,这些挑战也将逐渐被克服。

同时,政府对可再生能源的支持和消费者的环保意识提高,为波浪能发电设备市场的发展提供了机遇。

波浪能发电技术研究现状与发展趋势

波浪能发电技术研究现状与发展趋势
高 波浪能相 对其它形式 的海洋能源 , 其 开发 更为方便 , 可通
过 较 小 的 装 置 提 供 可 观 的廉 价 能 源 波 浪能 主要用 于发 电 . 可 为海 上孤 岛 、 沿 海 经 济 开 发 区 及 其 它 设 施 等 提 供 优 质 电 能 此外 . 波 浪 能 还 可 以用 于 供 热 、
的 海 水 有 规 则 的周 期 性 运 动 . 具有一 定的 动能 和势能 . 动 能
是指波 动的水质点 以一定速 度运动具有 的能量 , 势能 是指水
质 点运动与海 平面发生位 移所具有 的能量 。 波 浪 的 能 量 与波 高 的平 方 、 波 浪 的 运 动 周 期 以及 迎 波 面 的宽 度 成 正 比。 海 洋
2 . 2 波 浪 能发 电技 术 的 分 类
随 着 经 济 的迅 速 发 展 . 能 源需求不 断地 增加 , 传 统 能 源 日益 短 缺 . 大 量 的 化 石 原 料 的 使 用 又 引 发 出 了严 重 的 生 态 环
波 浪 能 发 电 是 通 过 波 浪 能 装 置 将 波 浪 能 转 换 为 往 复 机 械能。 再 通 过 动 力 摄 取 系 统 转 换 成 所 需 的 动 力 或 电 能 。 现 有 的波浪利用技 术有很 多种型式 . 按 结 构 形 式 可 分 为 振 荡 水 柱 式、 摆式、 越 浪式 、 筏式 、 鸭式 、 点 吸收式 等几 种形 式 , 介 绍 如
工 作原理较 为简单 . 即利用海 洋波浪 的运动推 动机械 摆发生
转动或摆 动 , 将 波 浪 能 转 化 为 机 械 能 。与 机 械 摆 相 连 的通 常 是液压装 置 . 它 将 机 械 摆 的 机 械 能 转 化 成 液 压 泵 的 机 械 能 与 液压能 . 再 驱 动 发 电机 发 电 摆 式 波 浪 能 转 换 装 置 具 有 频 率 响应 范 围宽 、 结构 简单 易 制造 、 可靠 性 好 、 建 造 费 用 相 对 较 低、 常海 况条 件转换 效率 高等许 多优 点 ; 不 足 是 机 械 部 分 与 海 水接触极 易损坏 、 不易维 修 、 转 换效率 较高但 不稳定 、 可 靠

2023年波浪能发电行业市场前景分析

2023年波浪能发电行业市场前景分析随着全球对清洁能源的需求不断增加,波浪能发电作为一种新兴的清洁能源,逐渐受到了人们的重视。

波浪能是指从海洋或者其他水体中获取动力的能源,通过将波浪能转化为电能实现发电。

国内随着新能源政策的不断推进和技术的不断提高,波浪能发电行业市场前景越来越广阔。

一、波浪能发电市场规模及增长潜力中国是一个海洋国家,海洋面积广阔,河口纵横,湖泊众多,水域面积丰富,拥有丰富的波浪能资源。

国内波浪能发电市场正在逐步打开,目前波浪能发电已经成为国内新能源领域的重点科研方向之一。

据分析,国内波浪能发电市场的规模在未来几年内将会逐渐扩大,市场前景广阔。

根据国际能源署(IEA)的《海洋能源规划与分析》报告,预计到2050年,全球波浪能发电市场规模将达到每年20亿美元,增长速度将超过75%。

同时,根据中国科学院院士吴晓灵的预测,到2025年,波浪能发电在国内的市场规模可达到100亿以上。

这证明中国波浪能发电市场前景非常广阔。

二、波浪能发电技术趋势分析目前,在国内波浪能发电技术方面,还处于起步阶段。

国内很多企业正在积极研发新的波浪能发电系统,这些系统大多采用了新型的波浪能发电技术,如浮式波浪能发电和海底波浪能发电等。

浮式波浪能发电利用圆柱形或者球形设备,将波浪能转换成机械能,再将机械能转化为电能。

该技术目前已经在海上实现中试和商业化应用。

海底波浪能发电则是将设备安装在海底,利用海水中的波动能量将设备上的发电机转动,产生电能。

这种技术可以实现设备的长期稳定运行,适合在深海等环境较苛刻的水域进行使用。

三、政策环境分析国家政策对于波浪能发电的发展起到了至关重要的作用。

截至目前,国家已经出台了一系列政策扶持波浪能发电行业,包括产业政策、财税政策、金融支持等多方面的政策。

首先,国家出台了《海洋能源发展规划(2016年-2030年)》,预计到2020年,海洋风电和波浪能发电装机容量分别达到1000万千瓦和500万千瓦。

2024年波浪发电市场前景分析

波浪发电市场前景分析引言波浪发电作为一种可再生能源的利用方式,近年来受到越来越多的关注。

波浪能作为一种可再生的能源形式,具有潜力成为未来能源的重要组成部分。

本文旨在分析波浪发电市场的前景,探讨其发展潜力和可能面临的挑战。

波浪发电的概念和原理波浪发电是通过收集海洋波浪的能量并将其转化为电能的一种技术。

其基本原理是利用波浪的动能来驱动发电设备,通过波浪能的转化,将其转化为电能,实现能源的利用和储存。

目前波浪发电技术主要分为浮动式和固定式两种方式。

波浪发电市场的优势和发展潜力波浪发电具有以下优势和发展潜力:1.可再生性:波浪能源是一种不断更新的可再生能源,相对于传统能源源源不断的消耗,波浪能源在海洋上的形成速度极快,具有极高的可再生性。

2.稳定性:与太阳能和风能等能源不同,波浪能源的稳定性更高。

海洋波浪的形成和变化受多种因素的影响,使得波浪发电系统的能量输出相对稳定。

3.广泛分布:全球海洋资源丰富,海洋边缘国家和地区拥有广阔的海洋领域,可以有效利用波浪能源。

波浪能源的分布广泛,具有巨大的利用潜力。

4.环保性:波浪发电不会产生温室气体和污染物,对环境没有负面影响。

波浪能源的利用有助于减少对化石燃料的依赖,减少排放量,从而减轻对环境的压力。

5.经济可行性:随着技术的进步和成本的下降,波浪发电将逐渐变得经济可行。

与传统能源相比,波浪能源的成本逐渐降低,具有更高的竞争力。

基于上述优势,波浪发电市场具有巨大的发展潜力。

预计在未来几十年内,波浪发电将成为可再生能源市场的重要组成部分。

波浪发电市场可能面临的挑战虽然波浪发电具有潜力,但在实际市场推广中仍面临一些挑战。

1.技术难题:目前波浪发电技术仍处于发展初期,存在诸多技术难题,如波浪能源的采集和转化效率问题,设备的耐久性等。

这些技术难题需要通过不断的研发和创新来解决。

2.成本问题:波浪发电技术的成本仍然较高,包括设备制造、安装和维护等方面的成本。

目前,波浪发电的商业化应用还需要进一步的成本降低才能大规模推广。

2024年波浪能发电市场前景分析

2024年波浪能发电市场前景分析1. 引言随着全球能源需求的不断增长和对可再生能源的关注,波浪能发电作为一种新兴的清洁能源技术,引起了广泛的关注。

本文旨在分析波浪能发电市场的前景,探讨其潜力和发展趋势。

2. 波浪能发电技术概述波浪能发电是通过利用海洋波浪的能量来产生电力的技术。

目前主要包括浮力型、摆动型和压力型等不同的发电技术。

这些技术利用波浪运动的动能将其转化为电能,从而实现能源的可再生利用。

3. 波浪能发电市场现状目前,波浪能发电市场仍处于起步阶段,规模相对较小。

一方面,技术上还存在一些挑战,如波浪的不稳定性、设备的可靠性等问题;另一方面,与传统能源相比,波浪能发电的成本相对较高,限制了其市场规模的扩大。

然而,随着技术的不断进步和成本的下降,波浪能发电市场前景将逐渐改善。

预计在未来几年内,波浪能发电将逐渐走向商业化,并取得显著的市场份额。

4. 2024年波浪能发电市场前景分析4.1 潜在市场规模据统计,全球70%以上的面积是海洋,而其中大部分地区具有丰富的波浪资源。

这意味着波浪能发电具备巨大的市场潜力。

根据预测,到2030年,全球波浪能发电市场的规模有望达到数十亿美元。

4.2 政策支持为了减少对传统能源的依赖和降低碳排放,许多国家已经出台了支持可再生能源发展的政策。

这将为波浪能发电的市场增长提供良好的政策环境和经济支持。

4.3 技术进步随着技术的不断进步,波浪能发电的效率和可靠性得到了显著提升,成本也在逐渐降低。

未来,随着技术的成熟,波浪能发电有望成为一种成本效益较高的清洁能源选择,从而推动市场的发展。

4.4 环境友好性波浪能发电是一种零排放的能源形式,不会对大气和水体造成污染。

这一优势将使得波浪能发电在环境保护日益重视的背景下获得更多的关注和支持。

4.5 市场竞争与合作尽管波浪能发电市场目前规模较小,但已经出现了一些具有竞争力的企业,如Pelamis Wave Power、Aquamarine Power等。

2024年波浪能发电市场需求分析

2024年波浪能发电市场需求分析引言波浪能发电是一种利用海洋波浪能量将其转化为电能的可再生能源技术。

随着全球对可再生能源的需求不断增加,波浪能发电作为一种新兴的可再生能源形式备受关注。

本文将对波浪能发电市场需求进行分析,探讨其发展前景和市场潜力。

波浪能发电的优势波浪能发电相对于传统的能源形式具有许多优势,这些优势将推动其市场需求的增长。

首先,波浪能是一种广泛可利用的资源。

全球有大片海洋海岸线可以利用,包括海湾、海峡和近海地区。

这使得波浪能发电具有很高的发展潜力。

其次,波浪能发电是一种清洁能源,减少了对传统化石能源的依赖,并且没有排放物的产生。

在全球对环境问题越来越关注的背景下,波浪能发电作为一种环保的能源形式将受到更多的认可和支持。

另外,波浪能发电具有较高的稳定性。

与太阳能和风能相比,波浪能发电不会受到天气因素的影响,波浪的形成和存在几乎是恒定的。

这使得波浪能发电具有较高的电网并网率,能够稳定地向电网供应电力。

波浪能发电市场现状目前,全球波浪能发电市场尚处于起步阶段。

一些国家已经开始在海岸线上建设波浪能发电设施,并进行试验和实验阶段。

然而,由于技术和成本的限制,波浪能发电市场的规模仍然有限。

英国、挪威、葡萄牙等欧洲国家在波浪能发电技术方面处于领先地位。

这些国家已经建设了一些规模较大的波浪能发电设施,并取得了一定的成果。

同时,澳大利亚和美国也在波浪能发电方面投入了大量的研发和试验。

预计未来几年内,波浪能发电市场将逐渐扩大。

2024年波浪能发电市场需求分析技术需求波浪能发电技术的成熟度和可靠性是市场需求增长的主要驱动因素。

目前,波浪能发电技术仍处于初级阶段,需要进一步改进和研发。

关键技术包括波浪能捕获、转换和储存技术,以及与海洋环境相适应的设备开发等。

随着技术的不断进步,波浪能发电的效率和经济性将得到提高,从而推动市场需求的增长。

成本需求波浪能发电的成本是其市场需求的关键因素。

目前,波浪能发电设备的制造成本和维护成本较高,导致波浪能发电的电价相对较高。

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关键词 海洋波浪能 发电技术 发展趋势
中 图 分 类 号 :TM619
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1672-9064(2014)03-083-02
随着经济的迅速发展,能源需求不断地增加,传统能源 日益短缺,大量的化石原料的使用又引发出了严重的生态环 境问题,这些已经成为全世界关注的焦点。 为了应对资源枯 竭和生态环境问题,解决能源供应在社会经济发展的瓶颈问 题,寻找替代的可再生能源刻不容缓。 海洋能是一种蕴藏在 海洋中的可再生能源,包括温差能、海流能、波浪能、潮汐能 以及海上的风能和太阳能等自然资源。其中海洋波浪能在海 洋中无处不在, 汹涌澎湃的海洋波浪蕴藏着极大的能量,波 浪能的能流密度最大,可通过较小的装置提供可观的廉价能 源 。 合理利用海洋波浪发 电,既不消耗任何燃 料和资源,又不 产生任何污染,投资少,见效快。 因此海洋波浪能等可再生能 源在许多国家日益受到重视,尤其是研究和开发波浪能发电 技术。
术 ,2009 (12 ) 4 褚同金.海洋能资源开发利用.北京:化学工业出版社,2004 5 张丽珍,羊晓晟,王世明,等.海洋波浪能发电装置的研究现状与发
展 前 景. 湖 北 农 业 科 学 ,2011 (1 ) 6 蔡男, 王世明. 波浪能利用的发展与前景. 国土与自然资源研究,
2012(6) 7 任建莉,钟英杰,张雪梅,等.海洋波能发电的现状与前景.浙江工业
(6)点吸收式。 点吸收式波浪能发电装置是目前发展较 好的波浪能转换装置。 该技术采用浮子捕获波浪能,通过浮 子连接的液压装置将波浪能转化为液压能,再通过发电机工 作输出电能。点吸收装置的优点是捕获波浪能效率以及转换 效率均较高;浮子制造的成本相对较低;能量易收集,可以多 个装置组合成大规模发电系统。不足是抵抗极端天气的能力 差。
(3)越浪式。 越浪式波浪能量转换装置在进行波浪能转 换时,通常有 2 个转换过程:首先将波浪能转化为可供涡轮 电机运行的机械能,实现能量的 1 次转换过程;然后通过涡 轮电机将机械能转化为电能进行输出,实现能量的 2 次转换 过程。 其优点是装置活动部件较少,整体稳定性较高,可靠性 好,波浪能量转换效率较高,维护费用较低,在大浪时系统电 力输出稳定;不足之处是小浪下的系统转换效率较低。
3 波浪能发电技术的研究现状
波浪能的利用最早可追溯到 1799 年的法国人吉拉德父 子的波浪能机械发明专利,但那时的波浪能研究主要在波浪 能转换装置的发明上,真正实用的波能发电装置较少。 1955 年世界上首台波浪能发电机组产生后,越来越多的专家学者 都致力于波浪能发电技术的深入研究。
20 世纪 70 年代,许多海洋国家积极开展波浪能开发利 用技术,取得了较大的进展。 英国对波浪能的研究十分重视, 英国致力于威尔斯气动透平的利用、 原型波力发电机组、导 航浮标波力透平发电机组及小型波能转换 器 [4]等研究,它的 波浪发电技术居世界领先水平。 日本由于是个岛国,国土狭 小,资源紧张,因此对波浪能研究和开发也相当活跃,开展的 波浪能研究项目有:海明号波能发电船、摆式波能装置、导航 用波力发电装置等;波浪能转换技术实用化方面走在了世界 前列。 挪威主要对波浪发电装置的理论设计做出了贡献,提 出了相位控制原理和喇叭口收缩波道式波能装置等。瑞典在 上世纪 80 年代进行了 30kW 软 管泵原型装置 的 现 场 试 验 , 并在西班牙大西洋岸外建了 1 座 1000kW 的波力示范电站。 据不完全统计,已有 28 个国家(地区)研究波浪能的开发,建 设了上千台 大小波力电站,总装 机容量超过 80 万 kW,其建 站数和发电功率分别以每年 2.5%和 10%的速度上升[4]。
1 波浪能简介
波浪能主要是由海面上风吹动以及大气压力变化引起 的海水有规则的周期性运动,具有一定的动能和势能,动能 是指波动的水质点以一定速度运动具有的能量,势能是指水 质点运动与海平面发生位移所具有的能量。波浪的能量与波 高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。 海洋 波 浪 能 源 与 其 他 能 源 相 比 较 ,其 优 点 是 :①以 机 械 能 的 形 式 出 现 ,是 海 洋 能 源 中 品 位 最 高 的 能 量 ;②可 再 生 性 、 清 洁 无 污 染 ;③有 按 周 期 性 变 化 的 规 律 可 循 ,从 而 为 其 标 准 化 利 用 打 下 基 础 ;④ 分 布 最 广 、储 量 巨 大 、能 流 密 度 大 、利 用 程 度 非 常 高。 波浪能相对 其它形式的海洋能源 ,其开发更为方便,可 通 过较小的装置提供可观的廉价能源。
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作 者 简 介 。
2.2 波浪能发电技术的分类 波浪能发电是通过波浪能装置将波浪能转换为往复机
械能,再通过动力摄取系统转换成所需的动力或电能。 现有 的波浪利用技术有很多种型式,按结构形式可分为振荡水柱 式、摆式、越浪式、筏式、鸭式、点吸收式等几种形式,介绍如 下。
我国对波浪发电的研究自 20 世纪 70 年代开始。 对波浪 能发电的研究最早是在上海兴起的,我国将波浪能开发技术 研究确定为国家重点科技项目,将波浪能的开发研究提高到 国家的层面,以推进对海上波浪能资源的开发利用,努力实 现可持续发展的目标。 1984 年广州能源研究所成 功设计开 发了应用在航标灯上的小型波浪能发电装置,并大批应用到 了我国沿海海域的航标灯上;20 世纪末期开始研制 30kW 摆 式波力电站和 100kW 岸式波力电站。 总之,我国波浪发电研 究虽然起步较晚, 但在国家科技攻关技术、“863” 计划支持
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好;缺点是装置顺浪向布置,单位功率下材料的用量比垂直 浪向布置的装置大,可能造成装置成本较高。
(5)鸭式。 鸭式波浪能发电装置的得名是由装置的形状 和运行特性类似鸭的运动,波浪入射波的运动使得动压力推 动转动部分绕轴线旋转,流体静压力的改变使浮体部分作上 下往复运动,动能和位能同时通过液压装置转化,再通过液 力或电力系统把动能转换为电能。 其优点:转换效率较高,调 节鸭身质心可以使其自有频率与波浪运动频率相同或者接 近,从而形成共振,可以达到最大的转换效率;缺点:装备复 杂从而造成可靠性较差,尤其在恶劣的海洋环境下,装置极 易损坏。
(1)振荡水柱式。 振荡水柱式波能装置是最普通的海洋 波浪能转换器。 其工作原理是利用 1 个与海水连通的容器装 置,通过波浪作用,驱动气室内水柱作往复运动,使得水面位 置发生变化,引起容器内的空气体积变化,通过压缩容器内 的空气产生作用力驱动叶轮工作,带动发电装置发电。 振荡 水柱波能装置的优点是相对脆弱的机械部分只与往复流动 的水流或空气流接触,不与海水接触,防腐性能好;通过气室 将低速波浪能量转换成高速运动的气流,传递方便,安全可 靠,故障少、维护方便。 其缺点是转换效率低,建造费用高。
rent status and perspectives.Renewable and Sustainable Energy Reviews,2002(6)
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波浪能发电技术研究现状与发展趋势
陈韦 余顺年 詹立垒 钟启茂 (集美大学机械与能源工程学院 福建厦门 361021)
摘要 介绍波浪能的定义、优点及发电原理,对波浪发电技术进行分类并总结各发电技术的优缺点;综述波浪发电技术 的研究现状,展望海洋波浪能发电技术的发展趋势。
虽然波浪能发电技术还有很多的技术难题,但在相关高 技术后援的支持下,海洋波浪发电技术日趋成熟,为人类在 新世纪充分利用波浪能展示了美好的前景。 参考文献 1 肖惠民,于波,蔡维由.世界海洋波浪能发电技术的发展现状与前
景. 水 电 与 新 能 源 ,2011 (1 ) 2 訚耀保.海洋波浪能量综合利用.上海:上海科学技术出版社,2013 3 程友良,党岳,吴英杰.波力发电技术现状及发展趋势.应用能源技
(4)筏式。 筏式波浪能发电装置利用海洋波浪筏通过铰 链互相铰接在一起, 组成波浪能量转换系统 (通常是液压 的),转换系统置于每一个铰接处,波浪的运动使波面筏沿着 铰接处弯曲,从而反复压缩液力活塞并输出机械能。 当装置 的固有频率与波浪的频率接近或相一致时, 即形成共振,装 置的输出效率最高。 筏式技术的优点是波浪筏之间仅有角位 移,即使在大浪下,该位移也不至于太大,故抗风浪性能较
波浪能发电技术还处于发散状态,存在各种技术沿着不 同方向发展,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。
多元化和综合利用是波浪能发电技术的另一新动向。结 合防波堤等港工和海工设施建造波浪电站,为波能利用开辟 新途径。 波浪电站的建立可以结合海上工程进行,波浪发电 的成本大幅度下降。 电站的吸收能作用,可以减轻作用在海 工建筑的波浪载荷,增加可靠性。 多种可再生资源利用的结 合有发展空间:如波浪能与太阳能、风能和海洋热能的综合 利用;波浪能提取深层海水和供氧以及改善海水牧场和养殖 场的养分; 利用波浪能清除海洋污染; 波浪能海水谈化、制 氢、提取海洋中的贵重元素等。
波浪能主要用于发电,可为海上孤岛、沿海经济开发区 及 其它设施等提供优质 电能。 此外,波浪能还 可以用于供热、 抽水、制氢以及海水谈化等。
2 波浪能发电技术
2.1 波浪发电的原理 波浪发电的原理主要是利用波浪运动的往复力、浮力产
生动力或位能差。 利用海洋波浪发电的方法大致有 3 种:① 是利用海洋波浪的上下运动所产生水流或空气流,使水(气) 轮 机 转 动 ,从 而 带 动 发 电 机 发 电 ;②利 用 海 洋 波 浪 装 置 的 前 后转动或摆动产生水流或气流,使水(气)轮机转动,从而带 动 发 电 机 工 作 ,产 生 电 ;③将 低 压 大 波 浪 变 为 小 体 积 的 高 压 水,然后把水引入高位水池积蓄起来,使它形成了水位的高 度 差 ,再 来 冲 动 水 轮 发 电 机 发 电 [2]。
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