海洋波浪能资料
海洋波浪能
海洋波浪能概述海洋中有丰富的波浪能和水，波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，波浪能具有能量密度高，分布面广等优点。
它是一种最易于直接利用、取之不竭的可再生清洁能源。
尤其是在能源消耗较大的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。
摘要资料海洋波浪能是取之不竭的可再生清洁能源。
它的能量如此巨大，存在如此广泛，自古吸引着沿海的能工巧匠们，想尽各种办法，企图驾驭海浪为人所用。
全世界海洋波浪能利用的机械设计数以千计。
世界上第一座商用波浪能电厂已投入使用。
基本概念简介21世纪是海洋的世纪，人类从大海中利用资源已成为必然趋势。
海浪总是周而复始，昼夜不停地拍打着海岸，其中所蕴藏的波浪能是一种取之不尽的可再生能源，有效利用巨大的海洋波浪能资源是人类几百年来的梦想。
波浪能取之不竭的可再生清洁能源。
地球表面有超过70％以上面积是海洋，广大的海洋面积在吸收太阳辐射之后，可以说是世界最大的太阳能收集器，温暖的地表海水，造成与深海海水之间的温差，由于风吹过海洋时产生风波，这种风波在宽广的海面上，风能以自然储存于水中的方式进行能量转移，因此波浪能可以说是太阳能的另一种浓缩形态。
不稳定同时，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，它实质上是吸收了风能而形成的，它的能量传递速率和风速有关。
基本元素破坏力海浪的破坏力大得惊人。
扑岸巨浪曾将几十吨的巨石抛到20米高处，也曾把万吨轮船举上海岸。
海浪曾把护岸的两、三千吨重的钢筋混凝土构件翻转。
许多海港工程，如防浪堤、码头、港池，都是按防浪标准设计的。
在海洋上，波浪中再大的巨轮也只能像一个小木片那样上下漂荡。
大浪可以倾覆巨轮，也可以把巨轮折断或扭曲。
假如波浪的波长正好等于船的长度，当波峰在船中间时，船首船尾正好是波谷，此时船就会发生“中拱”。
当波峰在船头、船尾时，中间是波谷，此时船就会发生“中垂”。
一拱一垂就像折铁条那样，几下子便把巨轮拦腰折断。
20世纪50年代就发生过一艘美国巨轮在意大利海域被大浪折为两半的海难。
波浪发电原理
波浪发电原理引言：波浪发电是一种利用海洋波浪能量转化为电能的可再生能源技术。
它可以有效地利用海浪的能量，减少对传统能源的依赖，降低对环境的影响。
本文将介绍波浪发电的原理以及其在可持续能源领域的应用。
一、波浪发电的原理波浪发电的原理是利用波浪的起伏运动将机械能转化为电能。
当波浪通过波浪能转化装置时，波浪的能量将被转化为机械能，然后通过发电机将机械能转化为电能。
波浪能转化装置通常由浮标、液压装置和发电机组成。
1. 浮标：浮标是波浪发电装置的核心部件之一。
它能够随着波浪的起伏上下浮动，并将波浪的动能转化为机械能。
浮标通常采用轴向流浮标或垂直流浮标设计，以便更好地适应不同海洋环境的波浪能。
2. 液压装置：液压装置用于将浮标的上下运动转化为液压能。
液压装置通常由液压缸和液压泵组成。
当浮标上升时，液压泵将液压油从液压装置中抽出，而当浮标下降时，液压泵将液压油注入液压装置，实现液压能的转化。
3. 发电机：发电机是波浪发电装置的关键组件。
液压装置产生的液压能将通过发电机转化为电能。
发电机通常采用涡轮发电机或线性电机设计，以便更好地适应波浪能转化装置的运动特点。
二、波浪发电的应用波浪发电作为一种可再生能源技术，在可持续能源领域具有广泛的应用前景。
以下是波浪发电在不同领域的应用案例：1. 发电厂：波浪发电厂是利用波浪能转化装置大规模发电的设施。
它们通常被建在海岸线附近，以便更好地捕捉波浪能。
波浪发电厂可以为当地提供清洁能源，并减少对传统能源的需求。
2. 海上平台：波浪发电装置也可以安装在海上平台上。
这些平台可以远离陆地，更好地利用海洋的波浪能。
海上平台上的波浪发电装置可以为远离陆地的设施或社区提供电力供应。
3. 海上船舶：波浪发电技术还可以应用于海上船舶。
通过在船体上安装波浪发电装置，船舶可以利用波浪能为自身提供动力，降低对传统燃料的依赖，减少碳排放。
4. 海洋科研：波浪发电技术也在海洋科研领域得到了广泛应用。
科研人员利用波浪发电技术来获取海洋波浪能的相关数据，以便更好地了解海洋的能量分布和波浪特性。
《海洋能的开发利用》 知识清单
《海洋能的开发利用》知识清单一、海洋能的定义和种类海洋能，简单来说，就是蕴藏在海洋中的可再生能源。
它主要包括以下几种类型：1、潮汐能潮汐能是由于天体引力的作用，使得海水在涨潮和落潮过程中产生的能量。
这种能量的产生与月球和太阳对地球的引力有关。
潮汐能的特点是具有规律性和可预测性。
2、波浪能波浪能是由风作用于海面产生的波浪所蕴含的能量。
波浪的起伏和运动蕴含着巨大的能量，但其能量密度相对较低，且具有不稳定性。
3、海流能海流能是由海水流动产生的能量。
例如，大洋中的暖流和寒流都携带着巨大的能量。
海流能的优点是持续性较好，但开发难度较大。
4、温差能温差能是基于海洋表层和深层之间的温度差异而产生的能量。
通常，海洋表层的水温较高，而深层的水温较低，这种温差可以被用来驱动热力循环，从而产生电能。
5、盐差能盐差能则是由于海水盐度的差异所产生的能量。
当淡水与海水相遇时，由于盐度的不同，会产生渗透压，这种压力差可以转化为能量。
二、海洋能的特点1、储量巨大海洋覆盖了地球表面的约 70%，其中蕴含的能量是极其丰富的。
据估计，海洋能的总储量远远超过了目前全球能源的消费量。
2、可再生性海洋能是一种可再生的能源，只要太阳、月球等天体存在，海洋能的产生就不会停止。
3、清洁环保在开发和利用海洋能的过程中，不会产生二氧化碳、硫化物等污染物，对环境的影响极小。
4、分布广泛海洋能在全球范围内都有分布，不受地域和资源分布不均的限制。
然而，海洋能的开发利用也面临着一些挑战和限制：1、能量密度低相比传统的化石能源，海洋能的能量密度通常较低，这意味着需要较大的设备和面积来收集和转化能量。
2、开发成本高海洋环境复杂恶劣，开发海洋能需要使用先进的技术和设备，这导致了高昂的开发成本。
3、技术难度大海洋能的开发涉及到海洋工程、电力工程等多个领域的技术，目前许多关键技术仍有待突破。
4、对环境的潜在影响虽然海洋能本身是清洁的，但开发过程中的一些活动，如海洋工程建设等，可能会对海洋生态环境造成一定的影响。
海洋波浪能发电技术
海洋波浪能发电技术作者：暂无来源：《科学中国人》 2017年第4期海洋是巨大的能源宝库。
理论上，海洋完全可以满足地球上所有的能源需求，并且不会对大气造成任何污染，因此海洋能也被誉为“蓝色能源”。
蓝色能源与传统绿色能源相比，拥有地理分布上的优势，海洋覆盖了地球70%的表面，全球约44%的人口都居住在距海岸线150km的范围内，人类向大海索取资源已成为必然的趋势。
海洋可再生能源包括离岸风能和其它海洋能源，比如波浪能、潮汐能、海洋热能转换等。
海洋能源的利用有助于国家发展低碳经济，减少对矿物燃料的依赖，提高能源安全，实现与其他可再生能源比如风能和太阳能的平衡，确保稳定的可再生能源供应。
海洋波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，分成风浪、涌浪和近岸浪三种，具有能量密度高，分布面广等优点，据估计地球上海浪中蕴藏着的能量相当于90万亿k W·h时的电能。
现今波浪能的利用形式是将大面积的波浪能加以吸收，并集中转换成机械能，再带动电磁发电机运转发电。
作为目前世界上发展势头最快的海洋能源利用形式，美国、日本、英国、西班牙、瑞典、丹麦等海洋大国均十分重视波浪能研究，相继在海上建立了波浪发电装置，然而普遍存在发电功率小、发电不稳定、转换效率不高等缺陷，特别是在小浪时，捕获波浪能效率不高。
利用海洋能发电这一重要研究领域一直进展缓慢，海洋波力发电开发之艰辛，困难重重，究其原因主要是已研制的波能量收集器是基于法拉第电磁感应定律的传统电磁发电机，其输出电压、电流都与机械能频率成正比，进而输出功率与机械能频率的平方成正比，故需稳定且较高的工作频率（>10H z）才能获得高效的输出，但无论是海洋中的波浪、潮汐和洋流等，其运动频率均较低（0.1~2H z），且海浪变幻无常，运动无规律，而这些磁铁和线圈只能采集水流的能量，方向性比较单一，而且这些装置必须安装在海边上，不但影响景观而且收集效率非常低，并且无法收集深水区的能量，极大地制约了它的实际应用价值。
海洋波浪能
1978年
•日本建造了一艘长80 m、宽12 m、高5.5 m称为“海明号”的波浪能发电船。
1965年 1910年
•日本发明了导航灯浮标用气轮机波浪能发电装置，成为首次商品化的波浪能发电装置。 •法国建造了一套气动式波浪能发电装置，供应他自己住宅1 kW的电力。
1799年
•法国的吉拉德父子，获得了利用波浪能的首项专利。
机械式装置多是早期的设计，往往结构 笨重，可靠性差，未获实用。
机械式装置简图
2.波浪能发电
气动式
通过气室、气袋等泵气装置将波浪能转换成空气能，再由气轮机驱 动发电机发电的方式。
Hale Waihona Puke 漂浮气动式装置由于波浪运动的表面性和较 长的中心管的阻隔，管内水面可 看作静止不动的水面。内水面和 气轮机之间是气室。当浮体带中 心管随波浪上升时，气室容积增 大，经阀门吸入空气。当浮体带 中心管随波浪下降时，气室容积 减小，受压空气将阀门关闭经气 轮机排出，驱动冲动式气轮发电 机组发电。
2.波浪能发电
液压式
通过某种泵液装置将波浪能转换为液 体(油或海水)的压能或位能，再由油压马 达或水轮机驱动发电机发电的方式。
点头鸭液压式
波浪运动产生的流体动压力和静压力 使靠近鸭嘴的浮动前体升沉并绕相对固定 的回转轴往复旋转，驱动油压泵工作，将 波浪能转换为油的压能，经油压系统输送 ，再驱动油压发电机组发电。
日本
海洋科学技术中心 大学
研究所 公司
4座波力电站，8座试运行，世界领先
国内现状
中国拥有着473万 平方千米的海洋、 1.8万千米绵延的 海岸线，可以说有 着富饶的海洋能资 源。据现有观测资 料统计，全国沿岸 波浪能资源平均理 论功率大约为1000 余万kW，其中台 湾省沿岸最多，为 429万kW，占全 国总量的1/3；
海洋波浪发电简介
海洋波浪发电简介摘要：文章从海洋波浪发电原理以及海洋波浪发电现状和波浪发电遇到的问题等方面叙述了海洋波浪发电的特点。
关键词：海洋波浪、波能、发电、能源1.前言地球表面积的71％是海洋，而海洋是巨大的能源。
太阳注人地球表面的能量换算为电功率约为1013kW，而其中大约2/3是用来加热海面表层的海水，使其与深水的温差超过20°c以上。
另外，由于地球和月球或太阳之间相对的天体运动和相互作用而引起海洋的潮流、潮汐以及气流等，并进而引起波浪、波流等。
海水的温差、海洋的波浪、波流、潮汐、潮流等都是海洋能源，可用来发电。
尽管它的特点是能量多变，而且密度较低，然而它确实是巨大的，而且是永恒的能源。
考虑到地球环保和温室效应，为了取代排出废气较多的化石燃料发电，可再生的清洁的海洋能源便更加受到重视。
2.海洋波浪发电由于地球和月球之间的作用，引起了潮流、潮汐、气流等，并进而引起波浪。
波浪的动力还来自海风，可以说波能的源泉就是太阳能。
2.1 海洋波浪发电原理由于波浪很不规则，只能采用经统计学处理的数据，即波能的表达式如下：E =0．5·(H1／3)2·(Tl／3)，kW／m式中，H1/3和T1/3分别为有效波高(m)和有效波周期(s)，也是波高H 和波周期T 的算术平均值。
英国苏格兰西北沿岸的平均波能高达48kw/m。
日本四季的平均波能约为l3kw/m(近海)和6kW/m(沿岸)。
日本的波能可满足国内能源总需求量的l/3。
波力发电的原理主要是将波力转换为压缩空气来驱动空气透平发电机发电。
当波浪上升时便将空气室中的空气顶上去，被压空气穿过正压水阀室进入正压气缸，并驱动发电机轴伸端上的空气透平，使发电机发电。
当波浪落下时，空气室内形成负压，使大气中的空气被吸人气缸，并驱动发电机另一轴伸端上的空气透平，使发电机发电，其旋转方向不变。
从中排出的空气进入负压气缸，再穿过负压水阀室并到达负压空气室。
由于正、负压水阀室相当于逆止阀的作用，正、负两条回路互不干扰。
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多年来，受化石燃料能源危机和环境变化压力的驱动，作为主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分利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，主要为潮汐能、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包括海洋上空的风能、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利用的研究，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，利用起步较晚，目前我国东南沿海福建。
广东等地区已在试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，它实质上是吸收了风能而形成的。
能量传递速率和风速有关，也和风与水相互作用的距离有关。
波浪可以用波高、波长和波周期等特征来描述目前波浪能的主要的主要利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。
ocean energy 波浪能
波浪能是一种可再生能源，指的是利用海洋波浪产生的机械能或电能。
波浪能具有丰富的资源、稳定的产能和清洁的特点，是一种极具潜力的清洁能源。
1. 波浪资源丰富海洋占地球表面积的71，其中的波浪资源非常丰富。
全球大部分地区都有丰富的波浪资源，尤其是在大洋洲、北欧、南美洲等地区，波浪资源更为丰富。
根据初步估计，全球波浪能资源储量达到数十亿千瓦，可以满足全球能源需求的数倍。
2. 稳定的产能与风能、太阳能等相比，波浪能具有更为稳定的产能特点。
海洋中的波浪是由风力引起的，而风力是受地球自转和太阳辐射等因素影响的，因此波浪能具有较为稳定的源头。
波浪能的产能稳定性可以为电网的稳定运行提供重要支持。
3. 清洁的能源波浪能是一种清洁能源，其利用过程中不会排放污染物，不会产生温室气体，对环境影响较小。
波浪能的利用有助于减少对化石燃料的依赖，减少空气污染和温室气体排放，有助于缓解气候变化的问题。
4. 波浪能的利用方式波浪能的利用方式主要包括波浪发电和波浪动力利用两种。
波浪发电是通过波浪能转换装置将波浪的机械能转换为电能，从而实现能源的利用。
波浪动力利用则是利用波浪的动力进行海洋航行、海洋工程施工和海洋资源开发等活动。
5. 波浪能的发展现状当前，波浪能的开发利用仍处于初级阶段，虽然已有一些波浪发电项目投入使用，但规模较小，产能有限。
全球范围内，对波浪能的开发利用尚未形成规模化产业化的局面，相关技术和设施还有待进一步完善。
6. 波浪能的技术挑战波浪能的开发利用面临着一些技术挑战。
一是波浪能转换装置的稳定性和耐久性问题，海洋环境复杂多变，波浪能设备需要具备较高的抗风浪能力和耐腐蚀能力。
二是波浪能的储能和输送问题，波浪能发电需要储能设备进行平稳输出，同时也需要建设海上电网进行输送。
7. 波浪能的前景展望尽管面临一些挑战，但波浪能作为一种新型清洁能源具有巨大的发展潜力。
随着技术的不断进步和经济的不断发展，波浪能的成本将逐渐降低，规模化发展的可能性将不断增加。
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漂浮气动式装置工作原理图
2.波浪能发电
振荡水柱气动式
它有两组吸气阀和两组排气阀，固定气 室的内水位在波浪激励下升降，形成排气 、吸气过程。四组吸、排气阀相应开启和 关闭，使交变气流整流成单向气流通过冲 动式气轮机，驱动发电机发电。
这是双作用的装置，在吸、排气过程 都有功率输出。
“巨鲸”漂浮发电装置 “海明号”波力发电船
导航波力发电装置
日本
海洋科学技术中心 大学
研究所 公司
4座波力电站，8座试运行，世界领先
国内现状
中国拥有着473万 平方千米的海洋、 1.8万千米绵延的 海岸线，可以说有 着富饶的海洋能资 源。据现有观测资 料统计，全国沿岸 波浪能资源平均理 论功率大约为1000 余万kW，其中台 湾省沿岸最多，为 429万kW，占全 国总量的1/3；
机械式装置多是早期的设计，往往结构 笨重，可靠性差，未获实用。
机械式装置简图
2.波浪能发电
气动式
通过气室、气袋等泵气装置将波浪能转换成空气能，再由气轮机驱 动发电机发电的方式。
漂浮气动式装置
由于波浪运动的表面性和较 长的中心管的阻隔，管内水面可 看作静止不动的水面。内水面和 气轮机之间是气室。当浮体带中 心管随波浪上升时，气室容积增 大，经阀门吸入空气。当浮体带 中心管随波浪下降时，气室容积 减小，受压空气将阀门关闭经气 轮机排出，驱动冲动式气轮发电 机组发电。
2.波浪能发电
波浪能发电（wave power generation）是以波浪的能量为动力生 产电能。海洋波浪蕴藏着巨大的能量，通过某种装置可将波浪的能量 转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、 水轮机或油压马达驱动发电机发电。
波浪发电是继潮汐发电之后发展最快的海洋能源利用形式，到目前为 止，世界上已有日本、英国、爱尔兰、挪威、西班牙、瑞典、丹麦、 印度、美国等国家相继在海上建立了波浪发电装置。
1799年
•法国的吉拉德父子，获得了利用波浪能的首项专利。
国外现状
英国
2.波浪能发电
70年代末成立世界波浪能研究中心 85年建成75KW震荡波力电站并网 95年建造第一座波浪商业电站并网 QUB建造震荡水柱式岸边电站
兰卡斯特大学点头鸭式波能装置
2.波浪能发电
岸式电站 防波堤式电站 摆式波能装置
波浪能主要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。
波浪能的大小
1.波浪能
波浪能的大小可以用海水起伏势能的变化来进行估算
即
P 0.5TH 2
P为单位波前宽度上的波浪功率，单位 kW/m T为波浪周期，单位s； H为波高，单位m。
实际上波浪功率的大小还与风速、风向、连续吹风的时间、流速等诸 多因素有关。
波浪能的能级一般以kW/m表示，代表通过一条平行于波前的1m长的 线的能量。
波浪能优缺点
1.波浪能
波浪能
品位最高 能量密度高 可再生清洁能源
最不稳定 破坏力惊人
难利用
1.波浪能
抽水
供热波浪能 利用制氢来自波浪能发电海水淡化
波浪能利用装置的种类繁多，有关波能装置的发明专利超过千项，获得 专利证书的也达数百件。波浪能利用被称为“发明家的乐园”。
2.波浪能发电
21世纪
•“海蛇”、“巨蟒”等新型波浪能发电设备问世……
1985年
•英国、中国、挪威等国均研制成功波浪能发电站，标志着波浪能发电站实用化的开始。
1978年
•日本建造了一艘长80 m、宽12 m、高5.5 m称为“海明号”的波浪能发电船。
1965年 1910年
•日本发明了导航灯浮标用气轮机波浪能发电装置，成为首次商品化的波浪能发电装置。 •法国建造了一套气动式波浪能发电装置，供应他自己住宅1 kW的电力。
海洋波浪能
1 波浪能 2 波浪能发电 3 波浪发电的应用 4 波浪发电的局限性及发展前景
1.海洋波浪能
概述
海洋占地球表面的70％以上，集中了97％的水量，蕴藏着大量 的能源，其中包括波浪能、潮汐能、海流能、温差能、盐差能 等。
海浪总是周而复始，昼夜不停地拍打着海岸，其中所蕴藏的波 浪能是一种取之不尽的可再生能源，有效利用巨大的海洋波浪 能资源是人类几百年来的梦想。
“九五”期间，广州能源研究所在广东汕尾市建设100 kW波力电 站，是一座与电网并网运行的岸式振荡水柱型波能装置。 由天津国家海洋局海洋技术所研建的100kW摆式波力电站， 已在1999年9月在青岛即墨大官岛试运行成功。 我国计划至2020年，在山东、海南、广东各建1座1000kW级的 岸式波力电站。
气动式装置使缓慢的波浪运动转换为 气轮机的高速旋转运动，机组缩小，且主 要部件不和海水接触，提高了可靠性。
气动式装置在日本益田善雄发明的导 航灯浮标用波浪能发电装置上获得成功的 应用。
振荡水柱气动式工作原理简图
2.波浪能发电
波浪能
气动能
包括机械传动、低 压水力传动、高压 液压传动、气动传 动， 使波浪能转换 为有用的机械能。
第三级转换又称 最终转换
由机械能通过发 电机转换为电能
2.波浪能发电
波浪能发电方式数以千计，按能量中间转换环节主要分为机械
式、气动式和液压式三大类。
机械式
通过某种传动机构实现波浪能从往复运动 到单向旋转运动的传递来驱动发电机发电的 方式。采用齿条、齿轮和棘轮机构的机械式 装置。
2.波浪能发电
中国的波浪发电研究起始于20世纪70年代，1975年我国制成了 1kW波电浮标，并在浙江省嵊山岛试验。 自1985年起，我国研制了多种小型产品，其中有600多台作为航标 灯用，并出口到日本等国。
1989年在珠海市大万山岛建成第一座多振荡水柱型岸基式试验波 浪电站；广州能源研究所已将其改建成一座20kW的波力电站,并于 1996年2月试发电成功。
在海上
建造浮体， 解决海底输 电问题；
2.波浪能发电
输入能量稳定， 稳速、稳压和蓄能
波浪发电 要求
海水腐蚀、海生物附着 和抗御海上风暴
在海岸处
建造特殊水 工建筑物， 收集海浪和 安装发电设
备。
2.波浪能发电
波浪能的转换
1
波浪能的收集
采用聚波和共振 的方法把分散的 波浪能聚集起来
2
3
中间转换，即能量 的传递过程