典型國(guó)家的波浪能開(kāi)發(fā)

典型國(guó)家的波浪能開(kāi)發(fā)隨著陸地礦物燃料日趨枯竭，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等觀念使世界上一些主要的海洋國(guó)家紛紛把目光轉(zhuǎn)向海洋，其中對(duì)波浪發(fā)電的研究日趨深入。由于在地球緯度為40°~60°的西海岸區(qū)域主要盛行能量很大的西風(fēng)，所以這一區(qū)域的海洋波浪具有高能量，其峰值大約有100kW/m。所以，位于這一區(qū)域的國(guó)家對(duì)海浪發(fā)電的研究一直處于世界的前沿，如北美的美國(guó)和加拿大、歐洲的大部分國(guó)家以及亞洲的日本等國(guó)。1.日本日本是個(gè)能源匱乏的島國(guó)。但據(jù)測(cè)算,日本每1m寬海岸的波浪，卻蘊(yùn)藏著9kW的能量。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，日本就投運(yùn)12臺(tái)波力發(fā)電設(shè)備，除了用于驗(yàn)證試驗(yàn)外，還有4臺(tái)作商業(yè)運(yùn)營(yíng)至今。目前，這種電站在日本已建造1000多座。其中1996年9月投運(yùn)的固定式防波堤型130kW波電設(shè)備是日本最大的波能轉(zhuǎn)換設(shè)備，它的能量轉(zhuǎn)換箱體長(zhǎng)20m、寬24m、高24m，共2個(gè)，帶有8個(gè)空氣室，1個(gè)異步型空氣透平發(fā)電機(jī)，與6kV電力系統(tǒng)并網(wǎng)。最近，日本又投運(yùn)另一種被稱為“巨鯨（MightyWhale）”（見(jiàn)圖5）的新式波電設(shè)備，即可動(dòng)式浮體型，長(zhǎng)50m、寬30m、高13m，像個(gè)大鯨魚(yú)浮在水面上，其容量120kW。已于1998年7月投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。20世紀(jì)80年代，日本還在酒井港建造一座200MW的波電站，經(jīng)海底電纜送電。日本“巨鯨(MightyWhale)”波電設(shè)備2.英國(guó)英國(guó)具有全世界最好的波浪能資源，尤其在蘇格蘭北部地區(qū)有著尤其多的波浪能資源，2022年英國(guó)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)在一份報(bào)告中就指出，僅僅在英國(guó)的海域每年通過(guò)海浪發(fā)電裝置可收集的海浪能資源及達(dá)50TWh。自20世紀(jì)70年代開(kāi)始，英國(guó)就制定了能源多樣化政策，鼓勵(lì)發(fā)展包括海洋能在內(nèi)的各種可再生能源，并把波浪發(fā)電的研究放在新能源研究的首位。而早在20世紀(jì)80年代初英國(guó)就已成為世界波浪能研究的中心。英國(guó)分別于1990年和1994年，分別在蘇格蘭伊斯萊島和奧斯普雷建成了75kW和20MW振蕩水柱式和岸基固定式波浪電站。而2000年11月，英國(guó)在蘇格蘭Islay島建成了具有500kW岸式波能裝置LIMPET（Land-Installed-Marine-PoweredEnergyTransformer）的波浪發(fā)電站，站址處波能功率密度為25kW/m。而2022年的一臺(tái)名為帕拉米斯的波浪發(fā)電機(jī)已在英國(guó)西南地區(qū)投入使用，其發(fā)電功率為750kW，供500戶居民使用。由英國(guó)Checkmate海洋能源公司設(shè)計(jì)的“巨蟒”波浪發(fā)動(dòng)機(jī)（見(jiàn)圖6），寬度將達(dá)到7m，長(zhǎng)200m，二十五分之一大小的原型機(jī)已于最近完成測(cè)試，并將于2022年左右投入使用，屆時(shí)可滿足1000個(gè)普通家庭用電需求。同時(shí)，英國(guó)計(jì)劃在西南部地區(qū)建造1座占地面積約1km2、由40臺(tái)波浪發(fā)電機(jī)組成的波浪發(fā)電站,并通過(guò)一條海底電纜為2萬(wàn)戶居民提供電力。英國(guó)Checkmate海洋能源公司設(shè)計(jì)的“巨蟒”波浪發(fā)動(dòng)機(jī)3.挪威挪威的波浪發(fā)電研究起始于20世紀(jì)70年代，雖然起步晚但是發(fā)展十分迅速。挪威主要對(duì)波浪發(fā)電裝置的理論設(shè)計(jì)做出了較大貢獻(xiàn)，提出了相位控制原理和喇叭口收縮波道式波能裝置等。挪威當(dāng)時(shí)在波浪發(fā)電理論研究和實(shí)驗(yàn)方面投入一億克朗，并于1985年在Toftestallen島建立了裝機(jī)容量分別為500kW和350kW的振蕩水柱式和聚波水庫(kù)式波浪發(fā)電。而目前，挪威正與印度尼西亞合作，在Java島興建一座收縮波道電站。4.葡萄牙葡萄牙的海浪發(fā)電研究起步較晚，技術(shù)以引進(jìn)為主。但葡萄牙有著發(fā)展波浪發(fā)電得天獨(dú)厚的自然條件優(yōu)勢(shì)，政府和科研機(jī)構(gòu)對(duì)海浪能資源也越來(lái)越重視。2022年1月葡萄牙政府就在葡萄牙西海岸的SaoPedrodeMoel（水深30～90m，總面積約為320km2）（圖7所示）建立大型海洋實(shí)驗(yàn)區(qū)，進(jìn)行遠(yuǎn)海海浪能開(kāi)發(fā)，其裝機(jī)容量達(dá)250MW。此外，葡萄牙還于2022年引進(jìn)英國(guó)的海蛇發(fā)電機(jī)組，在此海洋實(shí)驗(yàn)區(qū)建立了世界上第一個(gè)商業(yè)規(guī)模的波浪發(fā)電站。葡萄牙西海岸的SaoPedrodeMoel實(shí)驗(yàn)區(qū)地理位置(a)和該水域的具體狀況(b)世界上第一個(gè)商業(yè)規(guī)模的波浪發(fā)電站的海蛇式發(fā)電機(jī)組5.其他國(guó)家世界上波力發(fā)電設(shè)備開(kāi)發(fā)最早的國(guó)家是法國(guó)(1990年)，但是發(fā)展較慢，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于英、日、挪威等大多國(guó)家。作為高能源消耗的發(fā)達(dá)國(guó)家，美國(guó)近年來(lái)也將目光投向波浪能資源的開(kāi)發(fā)利用，政府和很多科研機(jī)構(gòu)投入了大量資金用于波浪發(fā)電裝置的研發(fā)。美國(guó)的西海岸的西北部處于全球高海浪能區(qū)域，而美國(guó)則于近日宣布將于2022年在加利福尼亞的洪堡灣運(yùn)行五個(gè)