海洋能——一個遠未開啟的寶藏

1、海洋能一個遠未開啟的寶藏張玍清華大學(xué)水利水電工程系，北京摘要能源是二十一世紀三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著傳統(tǒng)能源的消耗殆盡以及環(huán)境問題的日益嚴重，新能源的開發(fā)尤顯重要。海洋能是一種重要的新能源，有著總量豐富，清潔可再生等特點。在能源危機的背景下，全世界海洋能的開發(fā)迅速發(fā)展。本文從對海洋能開發(fā)利用的角度出發(fā)，對海洋能作了一些簡單介紹，一方面能向人們普及海洋能的相關(guān)知識，增強海洋意識，另一方面也是對國家施行的海洋可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略的一個側(cè)面解讀。海洋能目前的開發(fā)仍處于較低水平，但是人們已經(jīng)意識到開發(fā)海洋能的重要性。相信未來，我們一定能開啟這個巨大的寶藏。關(guān)鍵詞 海洋能 能源開發(fā) 可再生能源1 引言自第一

2、次工業(yè)革命至二十一世紀，傳統(tǒng)能源包括煤石油天然氣等化石能源，水力和核裂變能，得到了大規(guī)模的開發(fā)和利用。但是在人類幾百年不間歇無節(jié)制低效率的利用之下，傳統(tǒng)能源中一些不可再生能源逐漸消耗殆盡，能源危機極其嚴重。據(jù)一些權(quán)威機構(gòu)測算，煤炭石油和天然氣可經(jīng)開采的年限分別為165年40年和65年。能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，能源的減少甚至是消失將會嚴重阻礙整個人類的進步。同時，傳統(tǒng)能源的大加利用，特別是化石燃料的燃燒，造成了許多的環(huán)境問題，如溫室效應(yīng)，氣候變暖，和酸雨等，這些問題正在逐漸影響著人類的生存環(huán)境。因此，開發(fā)新的清潔且可再生的能源，加快能源利用從以傳統(tǒng)型能源為主到以新能源為主的轉(zhuǎn)型，成為社會的共識。在

3、這樣的背景之下，海洋能作為新興的綠色能源受到了廣泛的關(guān)注。 海洋能總量豐富，形式多樣，但是由于能量密度低，加之一些關(guān)鍵的技術(shù)問題尚未得到有效解決，目前海洋能的開發(fā)仍處于較低的狀態(tài)。但是一些發(fā)達國家，如歐盟、美國、日本等都相繼出臺一系列法規(guī)政策，支持海洋能的開發(fā)，使其得到快速發(fā)展。我國海洋能的開發(fā)雖然起步較早，但是受經(jīng)濟、科技水平等限制，海洋能開發(fā)水平與發(fā)達國家相比存在一定差距。黨的“十八大”報告中明確指出，要進行經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整，建設(shè)海洋強國，支持節(jié)能低碳產(chǎn)業(yè)和新能源、可再生能源發(fā)展，確保國家能源安全。發(fā)展海洋能，對于建設(shè)海洋強國，意義重大。近期，我國海洋能開發(fā)發(fā)展迅速，在各個方面取得了一些

4、階段性成果。本文系統(tǒng)的介紹了海洋能的形式、特點，并對潮汐能和波浪能的開發(fā)技術(shù)作了探討，同時匯集了一些最新的研究成果。2 海洋能概況2.1 海洋能總體概況 海洋能是海水中蘊藏一切能量的總和。狹義的海洋能通常指海水中蘊藏的可再生的自然資源，它們以海水為能量載體，以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中，形成潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能和海流能。廣義的海洋能還包括海上風(fēng)能、近海太陽能和海洋中的生物質(zhì)能。海洋能的主要來源是太陽輻射，此外，潮汐能和海流能來源于太陽、月亮對地球的引力作用。海洋能的存在形式分為機械能（潮汐能、海流、波浪能），熱能（海水溫差），化學(xué)能（海水鹽差）。 海洋能主

5、要有以下幾個方面的特點。蘊藏量豐富，而且可再生，取之不盡，用之不竭。海洋能每年約對應(yīng)37億千瓦時的電量，每平方千米大洋表面水層所含能量，相當于3800桶油。因此，又有人稱海洋為“藍色油田”。穩(wěn)定性較好或者變化有規(guī)律。海洋能有其變化的自然規(guī)律，如溫差能和海流能比較穩(wěn)定，只是稍有季節(jié)性變化，潮汐能則“朝為潮，夕為汐”，鹽差能也極為穩(wěn)定。最不穩(wěn)定的海上風(fēng)能也有其季節(jié)性和周期性。清潔無污染。海洋能屬清潔能源，開發(fā)中對環(huán)境影響很小。能量密度（單位空間內(nèi)的能量）低。雖然海洋能總量豐富，但是由于海域廣闊，因此除鹽差能外，其它形式的能源能量密度較低。這是制約海洋能開發(fā)的一大因素，同時也說明，要想從海洋中獲取大

6、量能量，就必須利用大量海水。開發(fā)環(huán)境復(fù)雜，一次性投資大，但是環(huán)境負荷小，不占用土地，可綜合利用。能源源地靠近沿海電力負荷中心，也可解決偏遠海島的供電問題。122.2 國外海洋能開發(fā)現(xiàn)狀 目前，以英國、美國、歐盟等國為代表的發(fā)達國家在海洋能領(lǐng)域發(fā)展迅猛，已有近百個項目陸續(xù)運行。這歸因于一下幾個方面: 發(fā)展規(guī)劃合理。英國、美國、歐盟等都制定了全面、詳細、操作性強的海洋能發(fā)展規(guī)劃和資金扶持方案。以美國為例，作為世界頭號強國同時是海洋大國，美國在海洋科技、海洋資源開發(fā)等方面均處于世界前列。美國是一個耗能大國，但同時美國海洋能發(fā)電潛力巨大，僅海浪發(fā)電一項就可滿足美國6.5的電力需求。在國際能源我危機的背

7、景下，美國政府制定了科學(xué)、合理的發(fā)展規(guī)劃，并與政府財政稅收等多方面政策支持相結(jié)合。如美國海洋生物質(zhì)能計劃、能源政策方案、美國海洋可再生能源技術(shù)路線圖等。此外，英國的海洋能源行動計劃、日本的“陽光計劃”和“新陽光計劃”、加拿大的海洋可再生能源路線圖，歐盟的JOULE計劃等也都明確描繪了本國海洋能源發(fā)展路線，促進其海洋能開發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展3。 技術(shù)研發(fā)水平高。國外海洋能開發(fā)利用技術(shù)先進，雖然目前仍處于前期的單機驗證階段，大部分裝置是短期實驗裝置，但仍有少數(shù)樣機開始向商業(yè)化邁進，其中的潮汐壩系統(tǒng)更是得到商業(yè)化的規(guī)模應(yīng)用。在2011年6月，開始運行的韓國254MW的始華潮汐壩將世界海洋能裝機容量

8、提高至519MW。開放海洋試驗是海洋能技術(shù)研發(fā)的重要方法。英國從2004年起，就在蘇格蘭Orkney群島的歐洲海洋能中心（EMEC）進行了大量技術(shù)試驗和并網(wǎng)，這是最早的開放海洋試驗裝置。其他國家也在進行海洋能試驗場建設(shè)，如美國西北國家海洋可再生能源中心(NNMREC)與俄勒剛州立大學(xué)和華盛頓大學(xué)聯(lián)合建立了波浪能和潮流能試驗場以及在建的全尺度的并網(wǎng)的商業(yè)化海洋能試驗場太平洋海洋能中心。在海洋能試驗的基礎(chǔ)上，國外已掌握可靠、高效和低成本的海洋能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)，海洋發(fā)電裝置普遍集成化程度高4。 產(chǎn)業(yè)化程度高。國外的海洋能開發(fā)具有設(shè)計、研發(fā)、加工制造、工程維護等全產(chǎn)業(yè)鏈體系。2012年OES(國際海洋

9、能源局)報告中稱“國際海洋能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展效率改善與成本降低”。盡管中期建設(shè)時，很多方面都有顯著的成本和效率風(fēng)險，但現(xiàn)有基礎(chǔ)表明，海洋能在滿足各種形式的可再生能源的成本軌跡和貢獻達到可再生能源目標的方向具有相當?shù)臐摿?。目前不少公司已實現(xiàn)兆瓦級海洋能發(fā)電商業(yè)化項目，如現(xiàn)在技術(shù)最先進的潮流能裝置之一英國MCT公司的SeaGen項目，單機容量達1.2MW，發(fā)電效率高。此外，美國的Verdant Power、OPTT等已在開發(fā)兆瓦級的海洋能工程項目。2.3 中國海洋能開發(fā)現(xiàn)狀 我國海域遼闊，海洋資源豐富，且主要分布于東海和南海沿岸，總蘊藏量約為4.31億千瓦(每年)，發(fā)電潛力巨大。 我國海洋能開發(fā)雖然起步

10、較早，但是與發(fā)達國家相比仍存在不小差距。這體現(xiàn)在以下幾個方面:海洋能技術(shù)不成熟，研發(fā)力量薄弱。一方面我國海洋能的技術(shù)僅僅停留在部分學(xué)科，普遍性和實踐性較低，另一方面與國外企業(yè)自主引導(dǎo)相比，我國海洋能的開發(fā)以高校為主，各自為戰(zhàn)，缺乏合作和引導(dǎo)。示范應(yīng)用規(guī)模小，產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系尚未形成。政策扶持和經(jīng)濟激勵有待完善。但是我國海洋能的開發(fā)又處在一個前所未有的機遇期，發(fā)展海洋能的需求極為迫切。政策資金方面，自2010年起，財政部設(shè)立了海洋可再生能源專項資金，至2012年已安排專項資金約6億元，為中國海洋能技術(shù)研究、示范應(yīng)用及培育產(chǎn)業(yè)化方面提供了有力的財政支持。海洋可再生能源專項資金的規(guī)模超過了建國以來國家對

11、海洋能工作投入的總和。依托專項資金，國家海洋局共組織實施項目73個，包括10個大型示范工程。同時，社會對海洋能開發(fā)的關(guān)注度顯著提高，一些社會資金逐漸進入海洋能領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，專項基金帶動社會基金達5億多元。通過近幾年的努力，中國海洋能開發(fā)發(fā)展迅速，技術(shù)研究、示范應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，涉及海上風(fēng)能、潮汐能、潮流能和波浪能等。其中，以海上風(fēng)能的開發(fā)項目最為成熟，數(shù)量最多，規(guī)模最大。至2011年，建成并投入運營的海上風(fēng)電場有5個，風(fēng)電機組87臺，總裝機容量達238.3MW，在建風(fēng)電項目14個，總裝機容量達2250MW。正在運營的唯一一個潮汐電站江夏潮汐電站發(fā)點規(guī)模全國第一，世界第四。波浪發(fā)電和潮流能發(fā)電

12、等也有少部分實驗電站。據(jù)相關(guān)計劃，至2015年，中國海洋能發(fā)電裝機總?cè)萘窟_1504×104KW。 中國要成為海洋強國，海洋能的開發(fā)必不可少。未來，我們應(yīng)不斷了解世界海洋能開發(fā)發(fā)展路線，對自身發(fā)展作出合理規(guī)劃;加強海洋能開發(fā)技術(shù)研究和技術(shù)集成，引導(dǎo)國內(nèi)高校合作開發(fā)并吸納企業(yè)參與開發(fā)，提供保障機制;加快建設(shè)一批有良好現(xiàn)實意義的示范工程，構(gòu)建海洋能產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系，推動海洋能開發(fā)的市場化;參考國外政策，進行海洋能開發(fā)法規(guī)政策的改革;加大資金扶持力度，加強經(jīng)濟刺激。通過以上這些措施，促進我國海洋能高效健康的發(fā)展，走上海洋強國之路。3 潮流能及其開發(fā)3.1 潮流能概念 潮流，是由潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的

13、海水水平流動海水在受到日、月引力產(chǎn)生潮汐的同時，還產(chǎn)生周期性的水平流動，及潮流。(潮流是海水在水平方向的周期性流動，潮汐是海面垂直方向的漲落)。同時，潮流和洋流（海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的海水流動）合稱海流。潮流能，指的是潮流所具有的動能。3.2 潮流能特點規(guī)律性和可預(yù)測性強，能量穩(wěn)定，可接入電網(wǎng)，便于電能的管理和調(diào)配。潮流會隨潮汐全天有規(guī)律的改變大小和方向，相對于海上風(fēng)能和波浪能而言，潮流能要穩(wěn)定得多。能量總量和能量密度都較大。全世界潮流能理論估值為500100GW,我國近海99條主要水道潮流能蘊藏量為8.325GW5。根據(jù)動能定理，潮流能的能量與流速的平方和流量成正比。一般而言，流速在2m

14、/s以上的潮流就具有開發(fā)價值。同時由于海水密度比空氣大得多，僅2m/s的海流能量密度就相當于陸地上18.8m/s的8級大風(fēng)。潮流能發(fā)電裝置簡單，無需修筑大壩，也無前期巨額投資，建設(shè)周期也較短。目前潮流能的發(fā)電機組主要為葉輪式，又被形象地稱為“水下風(fēng)車”。對環(huán)境的影響小。潮流能的利用形式常為開放式，對海洋環(huán)境的干擾很小。同時也輪的轉(zhuǎn)速很慢，海洋生物仍可在葉輪附近生存。最后，潮流能發(fā)電機組大部分在水下，運行過程中不會產(chǎn)生太大的噪聲，也不會破壞周圍的視覺風(fēng)景。3.3 潮流能開發(fā)技術(shù)潮流發(fā)電系統(tǒng)稱為潮汐電站，主要由三大系統(tǒng)組成：海洋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，發(fā)電系統(tǒng)和鑒別系統(tǒng)。水輪機是潮流發(fā)電裝置中實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的核心

15、設(shè)備6。本文將對幾種形式的水輪機進行介紹。3.3.1水平軸式潮流發(fā)電技術(shù)水平軸式潮流發(fā)電技術(shù)是采用水流方向與葉輪旋轉(zhuǎn)軸平行的潮流能水輪機，通過水流推動槳葉旋轉(zhuǎn)發(fā)電的技術(shù)。水平軸潮流能水輪機（圖1），又稱軸流式水輪機，與風(fēng)力機十分相似。其原理十分簡單，先通過水平葉輪機在水流作用下旋轉(zhuǎn)，然后通過輪轂、主軸、傳動系統(tǒng)將能量傳遞給發(fā)電機，帶動發(fā)電機發(fā)電，后續(xù)電氣系統(tǒng)基本與風(fēng)力發(fā)電相同。水平軸式發(fā)電裝置的特點是效率高，自啟性能好。水平軸式水輪機還可分為風(fēng)車式、導(dǎo)流罩式(圖2)、空心貫流式（圖3）。風(fēng)車式水輪機是目前主要的機型，技術(shù)也比較成熟，發(fā)展最快。導(dǎo)流罩式水輪機只是在水平軸式水輪機的轉(zhuǎn)子和葉輪外增加

16、一個導(dǎo)流罩。導(dǎo)流罩具有導(dǎo)流、聚能的作用，可以使通過水輪機的水流能量更為集中，獲能效果和發(fā)電效率更高?？招呢灹魇剿啓C的引水部件、轉(zhuǎn)輪和排水部件都在一條軸線上，水流一貫平直通過，故稱空心貫流式。這種水輪機過流能力較高，比轉(zhuǎn)速較大，可以雙向發(fā)電。圖 1 圖 2 圖 33.3.2垂直軸式潮流能發(fā)電技術(shù)垂直軸式發(fā)電機組也常被稱為潮汐柵欄式結(jié)構(gòu)。垂直軸式水輪機又叫橫流葉片式水輪機，工作原理類似Darreius式豎軸風(fēng)力機，水流方向和葉輪旋轉(zhuǎn)軸方向垂直。按照安裝結(jié)構(gòu)，可分為漂浮式結(jié)構(gòu)和固定式結(jié)構(gòu)；按照槳葉形狀，又可分為直葉片型（圖4）和螺旋葉片型（圖5）兩種。直葉片型豎軸水輪機的葉片呈圓周分布，與轉(zhuǎn)軸平行

17、。螺旋葉片型水輪機采用螺旋形狀的葉片，可有效減少垂直水輪機的振動，捕獲水能效率高達35.垂直軸式發(fā)電裝置的優(yōu)點是可以雙向發(fā)電，而且機組的電氣部分可以至于海面以上，安裝、調(diào)試及維修較為方便。但它有不少缺點。首先，浮筒式安裝結(jié)構(gòu)易受風(fēng)浪影響；其次，葉輪自啟性能差，整體效率較低；再次，葉片旋轉(zhuǎn)時無法始終處于最佳角度，故捕能效率較低；最后，葉片位置的周期性變化使轉(zhuǎn)軸受力呈周期性變化，機組振動較大，轉(zhuǎn)軸及軸承的工作條件惡劣。圖 4 圖 53.3.3其它潮流能發(fā)電技術(shù) 除水平軸式和垂直軸式兩種較為主要的潮流發(fā)電技術(shù)外，其他發(fā)電技術(shù)還包括振蕩水翼式、鏈式以及我國的柔性葉片式。這些技術(shù)出現(xiàn)較晚，目前尚處于測試

18、階段。本文僅對柔性葉片式進行介紹。該裝置由中國海洋大學(xué)和中國機械科學(xué)總院聯(lián)合開發(fā)，基本原理類似于帆翼。柔性葉片呈三角形，能充分利用水流間相互耦合作用產(chǎn)生的升力效應(yīng)和阻力效應(yīng)做功，獲能效率更高，并且結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，安裝容易7。2008年，一臺5KW的柔性葉片潮流裝置進行了測試運行。4 潮汐能及其開發(fā)4.1潮汐能概念 潮汐是指地球上的海水在天體(主要是日月)的引力作用下所產(chǎn)生的周期性運動，且一般指海面垂直方向的漲落。中國古代稱白天海涌為“潮”，夜間的為“汐”，合稱潮汐。廣義上的潮汐能(Tidal Power)包括海面升降(潮汐 Tidal Range)的勢能和潮水水平流動（潮流 Tidal C

19、urrent）的動能。狹義上的潮汐能，或者說針對潮汐發(fā)電，僅指潮漲潮落的勢能。本文所討論的潮汐能就是后者。4.2潮汐能特點 總量豐富，且取之不盡用之不竭。全球潮汐能理論儲量為30億KW，其中淺水區(qū)潮流能（可利用部分）為10億KW，可開發(fā)量為8億KW。而且潮汐能來源于天體引力，永遠不會枯竭。清潔無污染.規(guī)律性及可預(yù)測性強。潮汐規(guī)律極為準確，如月亮繞地球一周的時間為24h48min,潮汐的周期也為24h48min，像鐘表一樣精準。能量密度低。和一般水力發(fā)電相比，潮汐能能量密度低，僅相當于微水頭發(fā)電的水平。4.3潮汐能開發(fā) 潮汐能和潮差密切相關(guān)。漲潮時，隨著海水逐漸向岸邊流動，岸邊水位逐漸升高，動能

20、變?yōu)閯菽?；落潮時，隨著海水逐漸離岸流去，岸邊水位逐漸下降，勢能變?yōu)閯幽?，潮汐能的能量與潮水量和潮差呈正比，對于水電站而言，與庫容和潮差呈正比8。世界上較大的潮差在1315m之間，一般平均潮差在3m以上就具有開發(fā)價值。目前全世界潮汐發(fā)電總裝機8億KW，年發(fā)電量為2000億度，所以盡管潮汐能是人類目前開發(fā)最為成熟的海洋能，其開發(fā)水平仍十分低下。潮汐發(fā)電的原理和普通水力發(fā)電類似，通過出水庫，在漲潮時將海水儲存在水庫內(nèi)，以勢能的形式保存，然后在落潮時放出海水，利用高低潮位之間的落差，推動水輪機的旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。差別在于海水和河水不同，蓄積的海水落差不大，但流量較大，且呈間歇性，從而潮汐發(fā)電的水輪

21、機機構(gòu)要適應(yīng)低水頭、大流量的特點。潮汐發(fā)電有三種主要形式：單庫單向式、單褲雙向式和雙庫單向式。以下表格對這三種形式的潮汐發(fā)電作了橫向比較。類型工作原理優(yōu)缺點單庫單向式在漲潮時將將貯水庫閘門打開，向水庫沖水，平潮時關(guān)閘；落潮后，待貯水庫與外有一定水位時開閘，驅(qū)動水輪發(fā)電機組發(fā)電優(yōu)點是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投資少；缺點是潮汐能利用率低，發(fā)電不連續(xù)單庫雙向式利用兩套閥門控制兩條向水輪機引水的管道。在漲潮和落潮時，海水分別從各自的引水管道進入水輪機，使水輪機旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機適應(yīng)天然潮汐過程，潮汐能利用率較高，但投資大雙庫單向式采用兩個水利相連的水庫。漲潮時。向高貯水庫沖水；落潮時，由低貯水庫排水，利用兩水庫間的

22、落位差，式水輪機發(fā)電機組連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)發(fā)電可實現(xiàn)連續(xù)發(fā)電。缺點是要建兩個水庫，投資大且工作水頭降低 由表格可看出，這三種潮汐發(fā)電方式的工作原理和優(yōu)缺點各不相同。一般而言，單庫單向式投資較低，但是能量利用率僅有22，日發(fā)電時間僅為1012h；單庫雙向式較之單庫單向式，由于需滿足漲潮、落潮兩個方向均能過水發(fā)電的要求，所以在廠房、水工建筑和水輪機發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)上均要復(fù)雜，但正是由于它能雙向發(fā)電，故而發(fā)電時間較長，日達1620h，增加三分之一，發(fā)電量增加五分之一，能量利用率也較高；最后，雙庫單向式比兩種單庫式各個方面的水平都要超出不少，可以連續(xù)發(fā)電，效率比單庫單向式要高出34左右。但是雙庫單向式需要建造

23、23座堤壩，2座水閘，工程建筑量大而分散，投資高，實際使用水庫面積也由于分成雙庫而減少?？傮w而言，這三種類型的潮汐電站各有優(yōu)劣。建設(shè)時，要具體情況，具體分析，根據(jù)實際的潮型、潮差、地形、電力系統(tǒng)的負荷要求、發(fā)電設(shè)備的組成情況以及材料和施工條件等技術(shù)經(jīng)濟指標，進行綜合考慮，慎重加以選擇。5 波浪能及其開發(fā)5.1 波浪能總體概況波浪能是海洋表層海水在風(fēng)力的作用下產(chǎn)生的波動。波浪中所儲存的能量，稱為波浪能。1981年聯(lián)合國教科文組織公布的數(shù)據(jù)顯示，全球波浪能理論蘊藏量為30億千瓦，技術(shù)上允許使用的為10億千瓦。另根據(jù)國際能源理事會保守估計，全世界可開發(fā)的波浪能資源為20億千瓦，年發(fā)電量為17.5萬億

24、千瓦，相當于全世界每年用電量。相比其它海洋能源，波浪能有不少優(yōu)點：能量密度最大。在太平洋、大西洋東海岸維度40°60°區(qū)域，可達3070KW/m，最高達到100KW/m；常以機械能出現(xiàn)，在海洋能中品質(zhì)較好；分布最廣，適用于邊遠海島；轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)比較簡單，建造和維護較方便。但是波浪能也有不少缺點，比如能源不穩(wěn)定，利用較困難，利用效率低，還有開發(fā)成本高，經(jīng)濟效益差，投資回收期長等。5.2開發(fā)概況波浪能開發(fā)利用的主要方式是波浪發(fā)電，除此之外波浪能還可用來輸送和抽運水、供暖、海水脫鹽、制氫等。波浪發(fā)電一般是通過波浪能轉(zhuǎn)換裝置，將波浪能轉(zhuǎn)換為其它形式的機械能，再轉(zhuǎn)換為電能。波浪能的轉(zhuǎn)

25、換裝置一般要進行三級轉(zhuǎn)換：第一級是受波體捕獲波浪能；第二級是中間轉(zhuǎn)換裝置把捕獲的波浪能轉(zhuǎn)換為某種特定形式的機械能；第三級是發(fā)電系統(tǒng)接收機械能并發(fā)電，類似常規(guī)發(fā)電裝置。世界波浪發(fā)電技術(shù)經(jīng)過20世紀70年代的實驗室研究階段和80年代的海試階段，目前已逐漸接近實際應(yīng)用階段。各種波浪發(fā)電裝置層出不窮，波浪發(fā)電領(lǐng)域的發(fā)明專利達1500多項，因此波浪發(fā)電又稱為“發(fā)明家的樂園”。目前國外發(fā)展水平較高的國家有英國、美國、歐盟以及日本等。著名的波浪發(fā)電裝置有英國的“海蛇”（最大功率750KW，并可穩(wěn)定發(fā)電）和“巨蟒”（最大功率1MW，構(gòu)造簡單），美國的Power Buoy等。我國有廣闊的波浪能資源，理論存儲量在700萬KW左右，沿岸波浪能平均功率為1.3×107KW。我國波浪能發(fā)電研究歷史已有30多年，建有100KW振蕩水柱式30KW擺式波浪能發(fā)電試驗電站，特別是海上導(dǎo)航燈標已形成產(chǎn)業(yè)化并對外出口，總體而言，我國波浪發(fā)電技術(shù)仍較落后，示范應(yīng)用規(guī)模較小。目前，國家愈加重視波浪發(fā)電，