海洋空間與再生能源利用技術(shù)

海洋空間與再生能源利用技術(shù)第一頁，共七十頁，2022年，8月28日選取一個(gè)主題（港口、海洋油氣、海洋空間、海洋可再生能源）主要內(nèi)容和工程技術(shù)特點(diǎn)；工程實(shí)例所采用的工程技術(shù)簡(jiǎn)介；評(píng)價(jià)和討論A4紙1頁作業(yè)（2）結(jié)合工程實(shí)例談海洋資源開發(fā)工程與技術(shù)第二頁，共七十頁，2022年，8月28日1、前言2、海上人工島3、海底隧道4、潮汐能利用5、波浪能利用主要內(nèi)容第三頁，共七十頁，2022年，8月28日一、前言我國(guó)擁有大陸海岸線總長(zhǎng)度18000多公里與6500多個(gè)面積在500平方米以上的島嶼。根據(jù)《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》我國(guó)所管轄的海域有近300萬平方公里（相當(dāng)于我國(guó)陸地國(guó)土的1/3）我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，人口、資源和環(huán)境的壓力相當(dāng)沉重。中國(guó)要擺脫人均資源低下的一個(gè)重要出路就是走向海洋。我國(guó)現(xiàn)階段總體上海洋開發(fā)程度低，并存在著對(duì)某些資源的浪費(fèi)和環(huán)境的破壞。第四頁，共七十頁，2022年，8月28日海底礦產(chǎn)資源第五頁，共七十頁，2022年，8月28日海洋空間資源第六頁，共七十頁，2022年，8月28日海洋再生能源第七頁，共七十頁，2022年，8月28日海水資源第八頁，共七十頁，2022年，8月28日海洋生物資源第九頁，共七十頁，2022年，8月28日海洋開發(fā)對(duì)海洋工程技術(shù)的挑戰(zhàn)海洋環(huán)境條件的嚴(yán)酷性，使得海洋開發(fā)所依賴于海上工程設(shè)施技術(shù)復(fù)雜、投資多、風(fēng)險(xiǎn)大。隨著海洋開發(fā)利用的規(guī)模日趨復(fù)雜和龐大，要求人類對(duì)海洋環(huán)境條件的認(rèn)識(shí)、工程設(shè)施的設(shè)計(jì)理論與建造技術(shù)等必須有很大的提高，以期在保證安全可靠的前提下節(jié)約工程造價(jià)、縮短建設(shè)周期、減少維修工作和延長(zhǎng)使用年限。第十頁，共七十頁，2022年，8月28日二、海上人工島海上人工島是為適應(yīng)海洋開發(fā)、海上居住、海上旅游等需要而建造的海島或海上建筑物。根據(jù)建造方法有

填海式樁基式浮動(dòng)式第十一頁，共七十頁，2022年，8月28日日本神戶人工島日本的神戶人工島，位于神戶市以南3km，水深12m的海面。1966年開工建設(shè)，用了15年的時(shí)間將8000萬立方米的土石填入海中，建成東西長(zhǎng)3km、南北寬2km，總面積為436萬平方米的海上城市。專門建有一座長(zhǎng)300m、寬14m的雙層大橋通向神戶市新港。擁有較齊全的現(xiàn)代化公建設(shè)施。擁有6000套公寓和住宅，可供6500戶、2萬多人居住。1995年1月17日，日本發(fā)生了里氏7級(jí)的阪神大地震。該人工城市的集裝箱碼頭的深水岸壁和港區(qū)的大型裝卸設(shè)施都遭到嚴(yán)重的破壞。第十二頁，共七十頁，2022年，8月28日迪拜人工島阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)的第二大酋長(zhǎng)國(guó)迪拜2001年開工的“朱美拉棕櫚島”是世界上最大的陸地改造項(xiàng)目之一，它由一個(gè)像棕櫚樹干形狀的人工島、17個(gè)棕櫚樹形狀的小島以及圍繞它們的環(huán)形防波島三部分組成。島長(zhǎng)10公里，寬5公里，面積約4千公頃。預(yù)計(jì)2010年才能完全完工的“朱美拉棕櫚島”將被建成一座海上城市，全島將有6萬多戶居民，5萬多名服務(wù)人員分布在全島32家旅館，數(shù)十座商場(chǎng)以及游樂場(chǎng)所為島民提供各種服務(wù)。第十三頁，共七十頁，2022年，8月28日迪拜人工島-珠美拉棕櫚島珠美拉棕櫚島第十四頁，共七十頁，2022年，8月28日海上機(jī)場(chǎng)填海式：就是把大量土石填入淺海，在人工島上建設(shè)機(jī)場(chǎng)。日本在大阪灣東南離岸5km的外海建成的關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)，是一座現(xiàn)代化的大型填海式機(jī)場(chǎng)。一期工程于1987年1月動(dòng)工，修建了面積為511萬平方米的機(jī)場(chǎng)人工島。飛機(jī)跑道長(zhǎng)度為3500m。人工島與海岸間的大橋全長(zhǎng)3.75km，公路與鐵路并用。樁基式：即把鋼管打入海底，機(jī)場(chǎng)本體坐落在鋼管樁墩上，美國(guó)紐約拉瓜迪亞機(jī)場(chǎng)就是在水深13米的海中打入3072根樁，建成的世界上第一個(gè)樁基式海上機(jī)場(chǎng)。浮式：它是將巨大鋼制箱體焊接在許多鋼制浮體上。箱體高出海面部分作為機(jī)場(chǎng)，浮體半潛于水中，以支持上部重量，整個(gè)機(jī)場(chǎng)用索鏈錨系于海上。第十五頁，共七十頁，2022年，8月28日香港新國(guó)際機(jī)場(chǎng)香港新機(jī)場(chǎng)的工程于1992年正式動(dòng)工，新機(jī)場(chǎng)位于大嶼山以北的人工島上，面積為12.5平方公里。人工島包括原赤鱲角島、欖洲以及填海所得的土地。新機(jī)場(chǎng)面積的四分之三是填海而成，需要1.8億立方米的填海材料。新機(jī)場(chǎng)于1998年7月6日啟用。第十六頁，共七十頁，2022年，8月28日日本海上浮式試驗(yàn)機(jī)場(chǎng)1999年8月4日在日本神奈川縣橫須賀港海面建立了一個(gè)海上漂浮機(jī)場(chǎng)。這個(gè)海上漂浮機(jī)場(chǎng)是1995年開始研制的，目前已發(fā)展到由6塊長(zhǎng)380m、寬60m厚3m的巨型鋼鐵漂浮箱型結(jié)構(gòu)組成，有一條1000多米長(zhǎng)，最寬處達(dá)120m的起降跑道。該機(jī)場(chǎng)用于進(jìn)行飛機(jī)起降試驗(yàn)，成功后將其拆除。第十七頁，共七十頁，2022年，8月28日世界首個(gè)人工漂浮島在韓國(guó)首爾面世世界首個(gè)人工“漂浮島”2010年2月6日在韓國(guó)首爾面世。飄浮島Viva重2500噸，面積3271平方米，大如足球場(chǎng)，外形像一艘貨船，可承受6400噸重的設(shè)施，完成后主要作舉辦文化活動(dòng)之用。第十八頁，共七十頁，2022年，8月28日上海臨港新城曹妃甸工業(yè)開發(fā)區(qū)我國(guó)的填海造地工程第十九頁，共七十頁，2022年，8月28日上海臨港新城位于上海東南端——南匯蘆潮港，距上海市區(qū)50公里，規(guī)劃面積為311.6平方公里，2003年11月30日正式啟動(dòng)。上海臨港新城第二十頁，共七十頁，2022年，8月28日目前世界最大的城市景觀人工湖——滴水湖。滴水湖呈圓形，直徑2.66公里，總面積5.56平方公里，平均水深3.7米，其水域面積和杭州西湖相當(dāng)。上海臨港新城第二十一頁，共七十頁，2022年，8月28日曹妃甸工業(yè)開發(fā)區(qū)

曹妃甸位于唐山市南部70公里南堡地區(qū)曹妃甸島，為東北—西南走向的帶狀沙島，古灤河入海沖積而成。漲潮時(shí)面積4平方公里，距離大陸岸線約20KM。因島上原有曹妃廟而得名。曹妃甸工業(yè)開發(fā)區(qū)擬圍海造地310平方公里。第二十二頁，共七十頁，2022年，8月28日

2003年動(dòng)工，至2009年，原來漲潮時(shí)只有4平方公里的沙島，現(xiàn)已綿延擴(kuò)展成150平方公里的陸地。第二十三頁，共七十頁，2022年，8月28日海底隧道是為解決橫跨海峽、海灣之間的交通，又不妨礙船舶通航，而建在海底之下供人員及車輛通行的地下建筑物。世界上已建成許多海底隧道，也有一些正在研究中。目前，全世界建成和計(jì)劃建造的海底隧道共計(jì)20多條，主要分布在日本、美國(guó)和西歐，較著名的海底隧道有青函海底隧道、英吉利海底隧道等。三、海底隧道第二十四頁，共七十頁，2022年，8月28日許多越水隧道成功地建成運(yùn)行的事實(shí)使得人們的觀念發(fā)生了變化，人們已意識(shí)到“遇水疊橋”不再是唯一的選擇，在許多情況下以水下溝通兩岸比建橋更為優(yōu)越。與橋梁方案相比，采用隧道越海(江)的主要優(yōu)點(diǎn)有：全天候運(yùn)營(yíng)；對(duì)航運(yùn)、航空無干擾；隧道線路短，可快速過海(江)，且兩岸拆遷少；保持原有生態(tài)和自然環(huán)境不變；抗地震能力好；防戰(zhàn)能力強(qiáng)；多用途，易維護(hù)，造價(jià)相對(duì)降低。

第二十五頁，共七十頁，2022年，8月28日盾構(gòu)法首先在海峽（江河）兩岸開掘三個(gè)互相平行的隧道洞口，然后用盾式掘進(jìn)機(jī)在水下深層挖掘。盾構(gòu)的外殼是圓筒形的金屬結(jié)構(gòu)，各種施工設(shè)備就是在它的保護(hù)下進(jìn)行工作的。這種施工方法，由于海底深層的挖掘工程量很大，因而工期長(zhǎng)、造價(jià)高。第二十六頁，共七十頁，2022年，8月28日青函海底隧道青函海底隧道連接日本津輕海峽兩岸的青森和函館，全長(zhǎng)達(dá)53.85km，其中長(zhǎng)23.3km的主隧道部分在海平面以下240m、海床下100深處通過。主隧道直徑11m、高9m、鋪設(shè)2條鐵路，兩側(cè)為2條用于后勤供應(yīng)的輔助隧道。青函海底隧道自1964年正式開工，到1988年3月建成通車，歷時(shí)24年。該隧道工程共用去鋼材16.8萬噸，水泥79萬噸，總投資37億美元。第二十七頁，共七十頁，2022年，8月28日英法海底隧道英法隧道橫貫多佛爾海峽，從英國(guó)的?？怂雇ǖ椒▏?guó)的桑加特。該工程于1987年11月開工，1990年12月1日鑿?fù)ā?994年5月6日正式建成通車。該隧道由2條直徑為7.6m的火車隧道和中間的1條直徑為4.8m的服務(wù)隧道組成，全長(zhǎng)53km，其中38km在海底40m深的巖層中穿行，13km為兩岸坡道，耗資170多億美元（100多億英鎊）。乘坐時(shí)速300公里的“歐洲之星”列車，穿越隧道只用26分鐘，從巴黎到倫敦的用時(shí)縮短為3小時(shí)。第二十八頁，共七十頁，2022年，8月28日隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長(zhǎng)和海洋工程技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)隧道工程業(yè)已進(jìn)入了穿越江河海洋的時(shí)代。國(guó)內(nèi)第一座海底隧道——廈門翔安隧道已于2005年4月30日正式動(dòng)工。翔安海底隧道由廈門本島至翔安，工程全長(zhǎng)8.69公里，其中海底隧道長(zhǎng)6.05公里，跨越海面寬約4.2公里。隧道最深處位于海平面下約70米。第二十九頁，共七十頁，2022年，8月28日廈門翔安海底隧道2009年9月15日勝利貫通。施工單位中鐵十八局和中鐵一局的建設(shè)者揮舞旗幟慶祝海底隧道勝利貫通。

第三十頁，共七十頁，2022年，8月28日中國(guó)大陸第一條海底隧道

——廈門翔安海底隧道2010年4月26日上午建成通車。從廈門島到對(duì)岸省82分鐘

第三十一頁，共七十頁，2022年，8月28日沉管法在水底預(yù)先開挖好基槽，將岸上預(yù)制的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)沉管，兩端用臨時(shí)封板密封，分段運(yùn)至隧道位置的水面上，然后向沉管內(nèi)灌水以增加重量，再借助起吊裝置，將沉管準(zhǔn)確地沉放于預(yù)先挖好的水下溝槽內(nèi)。沉管之間的接頭，由橡膠墊和密封圈組成內(nèi)外兩道止水帶，以防水的侵入。并回填基槽保護(hù)沉管，鋪裝隧道內(nèi)部，從而形成一個(gè)完整的水下通道。第三十二頁，共七十頁，2022年，8月28日挖槽預(yù)制浮運(yùn)沉放回填建成第三十三頁，共七十頁，2022年，8月28日世界上第一條沉管隧道是于1910年建成的跨越美國(guó)與加拿大之間的底特律河鐵路隧道，在這之后美國(guó)修建了許多的沉管隧道。荷蘭的第一座沉管隧道是1937～1942年在鹿特丹修建的馬斯河隧道，這標(biāo)志歐洲開始使用沉管隧道。日本于1944年在大阪安治川建成了通過立坑的電梯而穿越河底的沉管隧道——庵治河隧道。

沉管隧道在美國(guó)、荷蘭、日本等國(guó)家的成功實(shí)例，以及沉管結(jié)構(gòu)型式、防水、基礎(chǔ)處理、結(jié)構(gòu)抗震等關(guān)鍵技術(shù)問題的成功解決，使隧道成為跨江、海的重要手段，使得沉管建設(shè)隧道的方法日臻完善，促進(jìn)了世界各國(guó)的沉管隧道建設(shè)。第三十四頁，共七十頁，2022年，8月28日據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上已建成一百多座沉管水下隧道，僅美國(guó)就有30余座，日本和荷蘭均已建成20余座。世界各國(guó)已建成的沉管隧道數(shù)量：第三十五頁，共七十頁，2022年，8月28日沉管隧道在我國(guó)的發(fā)展：沉管隧道在我國(guó)的發(fā)展起步較晚，我國(guó)的香港、臺(tái)灣和大陸先后建成幾座沉管隧道，如：香港九龍地鐵隧道、西區(qū)地鐵隧道、西區(qū)公路隧道；廣州珠江沉管隧道(1992年,大陸第一座越江隧道)；寧波甬江(1995年)和常洪沉管隧道(2002年)；上海外環(huán)線沉管隧道(2003年，越江隧道，規(guī)模世界第二、亞洲第一)。第三十六頁，共七十頁，2022年，8月28日沉管隧道、挖孔(或盾構(gòu))隧道及橋梁的長(zhǎng)度比較：長(zhǎng)度：L沉管<L盾構(gòu)<L橋梁影響工程量、工期、造價(jià)第三十七頁，共七十頁，2022年，8月28日沉管比重小，對(duì)基底地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)；沉管管節(jié)在干塢中采用工廠化方法預(yù)制，可使結(jié)構(gòu)本身具有良好的自防水性，且管節(jié)長(zhǎng)度大，接頭數(shù)少，所以沉管隧道可以做到滴水不漏；沉管施工水上工期短，大部分作業(yè)可交叉進(jìn)行，有利于縮短工期；沉管斷面形狀選擇自由度大，斷面利用率高，可以做到一管多用。第三十八頁，共七十頁，2022年，8月28日管段的沉放：管段的沉放可在波流水槽中進(jìn)行沉放水工模型試驗(yàn)。通過試驗(yàn)確定不同水流流速及波浪作用下管段在不同沉放階段時(shí)的水動(dòng)力(阻力、升力、矩等)以及定位纜繩的拉力。管節(jié)沉放主要靠加入壓載水下沉，因此壓載水的加載量(負(fù)浮力)以及管段下沉速度、下沉過程中管段穩(wěn)定性(如沿流向漂移、傾斜等)可通過試驗(yàn)加以解決。

第三十九頁，共七十頁，2022年，8月28日沉管隧道的水力沖刷問題由于沉管隧道埋深較淺，當(dāng)隧道建成后，如因海床沖刷、地基淘空等，將會(huì)威脅到隧道的正常使用和運(yùn)行安全。當(dāng)海底水流速較大時(shí)，水流對(duì)床面的作用較為強(qiáng)烈，可能使床面發(fā)生沖刷。在海底深槽部位，管段可能高出海床，而因水流作用和管段的阻水，可能造成沖刷而影響深槽部位的海床穩(wěn)定。如果發(fā)生沖刷，沖刷動(dòng)態(tài)如何擴(kuò)展，沖刷程度如何，沉管自身的穩(wěn)定性是否有保證，尤其是當(dāng)發(fā)生最大沖刷時(shí)沉管是否安全，這些問題顯然是沉管隧道的安全性問題應(yīng)該考慮的。

第四十頁，共七十頁，2022年，8月28日港珠澳大橋

港珠澳大橋主體工程長(zhǎng)29.6千米，在距香港口岸6千米處，大橋跨過一個(gè)人工島鉆入海底，通過一條長(zhǎng)6.7千米的海底隧道，又在另一個(gè)人工島上浮出水面。

2009年底開工建設(shè)，預(yù)計(jì)2015年底通車。第四十一頁，共七十頁，2022年，8月28日四、潮汐能利用潮汐能是以位能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能。海水漲落的潮汐現(xiàn)象是由地球和天體運(yùn)動(dòng)以及它們之間的相互作用而引起的。潮汐是因地而異的，不同的地區(qū)常有不同的潮汐系統(tǒng)，它們都是從深海潮波獲取能量，但具有各自獨(dú)特的特征。第四十二頁，共七十頁，2022年，8月28日潮汐能的分布據(jù)科學(xué)家估計(jì)，整個(gè)地球上潮汐能約10億多千瓦，如果充分利用起來，比全世界發(fā)電總量還要多。我國(guó)潮汐能理論蘊(yùn)藏量達(dá)1.1×108千瓦，其中浙江、福建兩省蘊(yùn)藏量最大，約占全國(guó)的80.9％。第四十三頁，共七十頁，2022年，8月28日潮汐發(fā)電原理及發(fā)電形式

潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電類似.在漲潮時(shí)將海水儲(chǔ)存在水庫內(nèi)，以勢(shì)能的形式保存，然后，在落潮時(shí)放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電差別蓄積的海水落差不大，但流量較大，并且呈間歇性，從而潮汐發(fā)電的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特點(diǎn)。潮水的流動(dòng)與河水的流動(dòng)不同，它是不斷變換方向的。第四十四頁，共七十頁，2022年，8月28日潮汐發(fā)電有以下三種形式（1）單池單向發(fā)電即落潮發(fā)電。漲潮時(shí)壩門打開，海水充滿蓄水池；落潮時(shí)壩門關(guān)閉，潮水驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。

（2）單池雙向發(fā)電即落潮和漲潮都發(fā)電，且與揚(yáng)水并用。為了保持落差，并非落潮一開始就發(fā)電，而是向蓄水池泵水，然后停機(jī)待機(jī)，直到潮水落到潮差的一半時(shí)才開始放水發(fā)電。（3）雙池雙向發(fā)電此時(shí)備有上、下兩個(gè)蓄水池，發(fā)電機(jī)組則布置在兩池之間。漲潮時(shí)上池被充滿，落潮時(shí)將下池放水，從而形成兩池之間的水位差。利用該水位差可使機(jī)組連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。但這種發(fā)電型式在經(jīng)濟(jì)上不合算，實(shí)際應(yīng)用很少。

第四十五頁，共七十頁，2022年，8月28日雙向水流發(fā)電的實(shí)現(xiàn)立軸式燈泡貫流式全貫流式第四十六頁，共七十頁，2022年，8月28日法國(guó)朗斯潮汐電站--第一潮汐電站法國(guó)朗斯潮汐電站建于1966年，是世界上最大的海洋能發(fā)電工程，年發(fā)電5.4億度。電站位于法國(guó)西部圣馬洛港上游兩公里處的布里安太斯角和伯雷貝斯角之間，橫跨LaRance河口。這里大潮潮差10.9米，最大13.5米，平均潮差8.5米。電站大壩長(zhǎng)750米，高15米。水庫有效庫容1.84億立方米。共裝有24個(gè)單機(jī)容量1萬千瓦的bulbturbines，總裝機(jī)容量24萬千瓦，該潮汐電站至今運(yùn)行良好。第四十七頁，共七十頁，2022年，8月28日第四十八頁，共七十頁，2022年，8月28日SeaGen潮汐發(fā)電渦輪機(jī)SeaGen是世界最大的商業(yè)潮汐能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，能發(fā)出150千瓦的電力。滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，SeaGen的輸出功率能達(dá)到1200千瓦，可以為1000個(gè)家庭提供電力。

第四十九頁，共七十頁，2022年，8月28日新型的雙向潮汐能渦輪發(fā)電機(jī)的模型

2008年英國(guó)蘇格蘭的Rotech公司，利用自身在海洋石油作業(yè)方面的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)出了新型的雙向潮汐能渦輪發(fā)電機(jī)的模型。

第五十頁，共七十頁，2022年，8月28日我國(guó)潮汐能利用我國(guó)的潮汐能資源在沿海的分布是不均勻的，以福建和浙江為最多，站址分別為88處和73處。其次是長(zhǎng)江口北支（屬上海和江蘇）和遼寧、廣東。浙江、福建和長(zhǎng)江口北支的潮汐能資源年發(fā)電量為573.7億瓦時(shí)，如將其全部開發(fā)，相當(dāng)每年為這一地區(qū)提供2000多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。第五十一頁，共七十頁，2022年，8月28日浙江溫嶺江廈潮汐電站1985年12月建成投產(chǎn)的溫嶺江廈潮汐電站，是我國(guó)已建成的最大的潮汐能雙向發(fā)電站，雙向貫流式機(jī)組6臺(tái)，總裝機(jī)容量3200干瓦，年發(fā)電量600萬度。規(guī)模僅次于法國(guó)郎斯潮汐電站、加拿大芬地灣安娜波利斯潮汐電站，居世界第三。電站座落在浙江南部樂清灣北端的江廈港，這里最大潮差8.39米，平均5.08米。港灣三面環(huán)山，開口寬度686米，港灣面積5.3平方公里，灣口筑有一道高15.5米的粘土心墻堆石壩，形成了一座庫容490萬立方米的港灣水庫。第五十二頁，共七十頁，2022年，8月28日浙江溫嶺江廈潮汐發(fā)電站

第五十三頁，共七十頁，2022年，8月28日五、波浪能利用波浪能，是風(fēng)的作用引起的海水水平方向周期運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的能量。波浪能是巨大的，一個(gè)波高5米、波長(zhǎng)100米的海浪，在一米波峰片上就具有3120kW的能量。據(jù)計(jì)算，全球可供開發(fā)利用的波浪能為20億～30億kW。

發(fā)電能力是隨波浪的大小成幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，如：當(dāng)浪高1m時(shí)，可產(chǎn)生38kW的能量，浪高3米時(shí)功率增大到200kW，而浪高5米可產(chǎn)生1000kW的能量。第五十四頁，共七十頁，2022年，8月28日波浪能轉(zhuǎn)換裝置通常波浪能要經(jīng)過三級(jí)轉(zhuǎn)換：第一級(jí)為受波體，它將大海的波浪能吸收進(jìn)來；第二級(jí)為中間轉(zhuǎn)換裝置，它優(yōu)化第一級(jí)轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生出足夠穩(wěn)定的能量；第三級(jí)為發(fā)電裝置。第五十五頁，共七十頁，2022年，8月28日波浪中吸取能量的方法（a）振蕩水柱式波浪發(fā)電系統(tǒng)，通過波浪引起豎井或沉箱中的水柱上下運(yùn)動(dòng)來發(fā)電。水柱的上下振蕩可以使到豎井中水面上的空氣來回進(jìn)出，從而推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)而發(fā)電。這類系統(tǒng)也稱氣動(dòng)系統(tǒng)。第五十六頁，共七十頁，2022年，8月28日波浪中吸取能量的方法(b)收窄水道式波浪發(fā)電系統(tǒng)（TAPCHAN）包含一個(gè)不斷變窄的水道以將波浪聚集到比海平面高數(shù)米的儲(chǔ)水湖中。波浪進(jìn)入縮減水道後越是接近儲(chǔ)水湖，波浪高度也就越高。最終一些水會(huì)越過水道的圍墻而進(jìn)入儲(chǔ)水湖。通過這個(gè)過程，波浪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)水湖中的水位能。最後儲(chǔ)水湖中的水會(huì)被送到水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。第五十七頁，共七十頁，2022年，8月28日波浪中吸取能量的方法(c)浮式波浪發(fā)電設(shè)備利用其浮水部分的諧波運(yùn)動(dòng)發(fā)電。浮水部分的起伏可以直接發(fā)電，也可以驅(qū)動(dòng)安裝於海床的活塞或者軟管泵，以推動(dòng)渦輪機(jī)從而發(fā)電。第五十八頁，共七十頁，2022年，8月28日波浪中吸取能量的方法(d)Pelamis波浪發(fā)電裝置一種部分浸入海水而狀似海蛇的設(shè)備。該設(shè)備由活動(dòng)鉸連接在一起的鋼管組成，每一個(gè)活動(dòng)鉸都裝有一個(gè)液壓泵。波浪導(dǎo)致活動(dòng)鉸的運(yùn)動(dòng)，牽引水力錘不斷把高壓油泵向液壓馬達(dá)，然後馬達(dá)再牽引發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。該裝置由纜繩系泊，系泊系統(tǒng)由許多浮物和重物組成，以避免纜繩繃緊。第五十九頁，共七十頁，2022年，8月28日波浪能轉(zhuǎn)換裝置

第六十頁，共七十頁，2022年，8月28日國(guó)外波浪能利用20世紀(jì)60年代，日本研制成功用于航標(biāo)燈浮體上的氣動(dòng)式波力發(fā)電裝置。70年代以來，英國(guó)、日本、挪威等國(guó)為波力發(fā)電研究投入大量人力物力，成績(jī)也最顯著。80年代，日本“海明”波浪發(fā)電試驗(yàn)船實(shí)現(xiàn)了海上浮體波浪電站向陸地小規(guī)模送電。1985年，英國(guó)在蘇格蘭的艾萊島建造了一座75千瓦的振蕩水柱波力電站。

1995年8月，英國(guó)建造了第一座商業(yè)性波浪能發(fā)電站．近年來,挪威、日本和前蘇聯(lián)都建立了波浪發(fā)電站。第六十一頁，共七十頁，2022年，8月28日挪威波力電站挪威Kvaerner公司于1984年在陴爾根市附近的Toftestallen島上建成了一座裝機(jī)容量為500千瓦的帶“前港”的空腔多振蕩水柱式（MOWC）波力電站，1985年開始運(yùn)行。不幸的是在1988年12月的一次百年一遇強(qiáng)臺(tái)風(fēng)襲擊下，鋼結(jié)構(gòu)的氣室頂部被打斷，透平發(fā)電機(jī)組掉入海中。利用上述同樣的原理，挪威Norwave公司于1986年在MOWC電站附近建造了一座裝機(jī)容量350千瓦的收斂槽聚波水庫電站（TaperedChannel）。它用集波裝置將10千米范圍內(nèi)的波浪聚集到一個(gè)寬500米左右的窄口，這時(shí)波高已可達(dá)20米，由此進(jìn)入一個(gè)大型的漏斗槽，被壓到100米高的水庫中，利用這個(gè)水位差來發(fā)電。第六十二頁，共七十頁，2022年，8月28日世界上第一個(gè)與電網(wǎng)相連的波浪發(fā)電站

（蘇格蘭ISLAY島，1985）第六十三頁，共七十頁，2022年，8月28日海蛇(Pelamis)海浪發(fā)電設(shè)備葡萄牙制造了世界上第一個(gè)商用波浪能發(fā)電站。這個(gè)由PelamisWavePower開發(fā)的波浪能發(fā)電站在第一階段包括三個(gè)長(zhǎng)140米，直徑2.5米，浮在海面上的多節(jié)結(jié)構(gòu)波浪能轉(zhuǎn)換器。由當(dāng)海水壓入轉(zhuǎn)換器的同時(shí)推動(dòng)每節(jié)上下運(yùn)動(dòng)，裝置里面的水壓泵就利用對(duì)上下運(yùn)動(dòng)所