波浪能-詳細解讀

波浪能-詳細解讀

波浪能(重定向自海洋波浪能)波浪能(WaveEnergy)目錄1什么是波浪能[1]2波浪能的來源[2]3波浪能的優(yōu)點[2]4波浪能的采集、傳遞和儲存[3]5Reference什么是波浪能[1]波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運動周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能是海洋能中最不穩(wěn)定的一種能源，但其品味最高、分布最廣且能流密度大。據(jù)世界能源委員會的調(diào)查顯示，全球可利用的波浪能達到20億千瓦，相當于目前世界發(fā)電能量的2倍。我國擁有廣闊的海洋資源，波浪能的理論存儲量約為7000萬千瓦，沿海波浪能能流密度大約為2~7kw/m。浙江、福建、廣東和臺灣沿海均為波能豐富的地區(qū)。波浪能的來源[2]波浪主要是指風致波，可以說波能的源泉就是太陽能。起風時，平靜的水面在摩擦力作用下便會出現(xiàn)水波。風速逐漸增大，波峰隨之加大，相鄰兩波峰之間的距離也逐漸增大。當風速繼續(xù)增大到一定程度時，波頂會發(fā)生破碎，這時就形成了波浪。波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運動周期以及迎波面的寬度成正比，實際上波浪功率的大小還與風速、風向、流速等諸多因素有關(guān)。由于波浪運動不規(guī)則，只能采用統(tǒng)計學來處理數(shù)據(jù)，可將波能E用下式表達(波浪橫向長度為1m時的波能平均值)：式中H1/3和T1/3分別為波高H和波周期T的算術(shù)平均值，單位分別為m和s。波浪能的優(yōu)點[2](1)波浪能是海洋中分布最廣的可再生能源，由于波浪運動周而復始，永不休止；(2)波浪能的能流密度最大，在太平洋、大西洋東海岸緯度40°~60°區(qū)域，波浪能可達到(30~70)kW/m，某些地方達到100kW/m；(3)屬于一種潔凈無污染能源；(4)有規(guī)律可循，按年、季、分、秒都有周期性變化；(5)波浪能以機械能形式出現(xiàn)，是海洋能中品位最高的能量。波浪能的采集、傳遞和儲存[3]波浪能的采集、傳遞和儲存一般分成一級轉(zhuǎn)換裝置和二級轉(zhuǎn)換裝置。一級轉(zhuǎn)換將渡浪的運動轉(zhuǎn)換成能量收集設(shè)備的機械能；二級轉(zhuǎn)換裝置將收集機械能轉(zhuǎn)換為電能。1.一級轉(zhuǎn)換裝置波浪能的一級轉(zhuǎn)換將被浪的運動轉(zhuǎn)換成能量收集設(shè)備的機械運動或者壓力變化。把波浪的運動轉(zhuǎn)換成機械的運動是指在轉(zhuǎn)換過程中直接將渡浪的上下或者橫向運動轉(zhuǎn)換成中間裝囂的機械運動(這種機械運動通常是直線運動或者旋轉(zhuǎn)運動),然后由中間裝置的機械運動帶動發(fā)電機發(fā)電，見圖1。此發(fā)電模式結(jié)構(gòu)比較簡單，易實施，但是穩(wěn)定性較差，且比較笨重，所以其轉(zhuǎn)換效率不是很高。比較典型的機械運動采集裝置有索爾特點頭鴨(圖1a)、波面筏渡能轉(zhuǎn)換裝置(圖1b)、浮子式波能轉(zhuǎn)換器(圖1c)。把波浪的運動轉(zhuǎn)換成壓力的變化是指在轉(zhuǎn)換過程中將被浪的動能和勢能轉(zhuǎn)換成氣體或者渡體的動能，然后由氣體或者液體的動能帶動中間裝置旋轉(zhuǎn)(比如氣動透平或者液體透平)，最后由中問裝置的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電。比較典型的壓力變化采集裝置有氣動式(振蕩水柱)波能轉(zhuǎn)換裝置(圖2a)、液動式渡能轉(zhuǎn)換裝置(圖2b)。2.二級轉(zhuǎn)換裝置渡浪能二級轉(zhuǎn)換裝置的主要作用是將機械能轉(zhuǎn)換為電能，轉(zhuǎn)換方式有兩種。第一種將機械能轉(zhuǎn)換成直流電能，然后貯存于電池或者能量密集型產(chǎn)品中。第二種在第一種轉(zhuǎn)換方式的基礎(chǔ)上增加逆變囂，把直流電轉(zhuǎn)換成交流電，然后通過電纜傳輸?shù)酱箨戨娬?。二級轉(zhuǎn)換裝置的主要形式有機械驅(qū)動發(fā)電機，氣動驅(qū)動發(fā)電機和液動驅(qū)動發(fā)電機。近些年來也出現(xiàn)了一些新瓔的機械電能轉(zhuǎn)換方法，如線性感應(yīng)、壓電和質(zhì)子傳導。波浪能發(fā)電技術(shù)中的一十主要問題是電能的輸運。從目前來看，電能的輸運主要通過電纜和船舶實現(xiàn)。電纜傳籍適合于短距離及水不太深的地帶。當距離小于30km時，可以將波浪能轉(zhuǎn)換成交流電后直接向電網(wǎng)供電。當距離在30km和130km之間時，將渡浪能轉(zhuǎn)換成直流電傳輸是最可行的。船舶傳輸主要應(yīng)用于深木區(qū)，其主要原理是將電能轉(zhuǎn)換成化學能，然后將這種化學能貯存起來，最后通過置放電池的駁船從能量轉(zhuǎn)換點拽到靠近港灣的能源市場。Reference↑蔡男,王世明波浪能利用的發(fā)展與前景[J].國土與自然資源研究,2012(6)↑2.02.1沈利生,張育賓.海洋波浪能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用