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波浪能发电
摘要:波浪能是海洋能源中蕴藏最为丰富的能源之一,也是海洋能利用研究中近期研究最多的海洋能源,其开发利用技术已趋于成熟,正在进入或接近于商业化发展阶段。本文对海洋波能发电技术的基本原理、能量转换系统等作了全面综述,介绍了国内外海洋波能发电技术的进展和主要波能装置,而其中一些计划的成功的实施,也有力地推动了波能转换的技术进步及其在世界范围内的竞争力。同时也分析了波浪能研究和利用的发展目标和方向。指出我国波浪能利用对于沿海地区海洋资源的开发和远离大陆海岛的发展有着十分重要的意义。
关键词:海洋波浪能;波能转换;发电;新能源
机组根据波浪的“峰”“谷”分两个步骤进行,图1,当装置在波峰时,海水进入空气室内的水位上升,室内体积变下,气压增大,大于外界气压。因此,空气被压入A、B水阀室。在A水阀室产生的空气气泡集合后,从“集合喷管喷出,气流通过导向叶片,带动涡轮旋转做功。做功后的气体从通风口通出。B水阀室则隔断从A室来的空气,使“集合喷管处产生负压。图2,当装置在波谷时的气体体积增大,压力降低,使室内的气压小于外界气压,外界空气气冲开空气活门,进入涡轮,通过导向叶片推动涡轮机动作,做功后的气体经“集合喷管”,及水阀室B至空气室,而水阀室A则隔断空气。
空气式波能转换系统结构简单,没有任何水下活动部件,而且将空气作为能量载体,传递方便,能通过气室将低速活动的波浪的能量转换成高
速运动的气流,造价低,可靠性好。由于用空气做能量转换的中间介质,透平发电机组不与海水接触,避免了一些海水腐蚀和机组密封等问题,提高了装置在海洋环境下的生存能力【5】。空气式波力发电装置可分为两类:漂浮式和固定式。漂浮式的主要优点在于建造方便,投放点机动,以及对潮位变化的适应性。由于波浪的表面性,吸收波能的物体越接近水面越好,而漂浮式能在任何潮位下实现这一要求。相比之下,固定的空气式吸收波能的开口无法适应潮位的改变,意味着至少有一半时间处于不理想的工作状态,大大影响了总体效率。然而从工程观点出发,漂浮式的主要缺点是系泊与输电,这是难点之处【6】。我国大万山波力实验电站即采用岸式振荡水柱方式,但岸式装置也有其弱点:岸式装置需要经受大风浪的考验,波浪拍岸时出现了高度非线性现象,他的作用力难以用现有方法正确估计;波浪发电装置都建在位于海岛迎浪一侧,该侧一般为悬岸峭壁,再加上台风侵袭,施工难度很大。 聚波蓄能式波能转换装置聚波蓄能式波能转换装置利用狭道把广范围的波能聚集在很小的范围内,这是一种提高能量密度方式。挪威波能公司(Morwave )于1986年挪威MOWC电站附近建造了一座装机容量为350KW的聚波水库电站。电站的技术关键是它的开口约60m的喇叭形聚波器和长约30m的逐渐变狭窄的畸形导槽。当波浪进入导槽宽阔的一端向里传播时,波高不断地被放大,直至波峰溢过边墙,将波浪能转换成势能。楔形槽具有聚波器和转换作用。与导槽相通的是面积约8500m2,与海平面落差约3~8m的水库。发电采用的是常规水轮机组。
度,另外还先后与印尼和澳大利亚签订协议为这两个国家各建一座容量为1400kw的波力电站。日本的波浪能研究与开发也十分活跃。它的10多家研究与开发机构既有明确分工又有协调,并重视技术向生产应用的转化研究,使日本在波浪能转换技术实用化方面走在世界前列。