波浪能開發(fā)與研究現(xiàn)狀

波浪能開發(fā)與研究現(xiàn)狀綜述 主要內(nèi)容 研究背景波浪能研究現(xiàn)狀 研究背景 能源危機(jī) BP世界能源統(tǒng)計2006 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明 以目前開采速度計算 全球石油儲量可供生產(chǎn)40年 天然氣和煤炭則分別可以供應(yīng)65年和162年 可再生能源太陽能 風(fēng)能 水能 生物質(zhì)能 海洋能等 海洋能海洋能是指依附在海水中的能源 海洋能主要包括波浪能 潮汐能 海流能 溫差能 鹽差能 波浪能優(yōu)點及其利用技術(shù)與其他的海洋能資源相比 波浪能具有以下優(yōu)點 1 波浪能以機(jī)械能形式出現(xiàn) 是海洋能中品質(zhì)較好的能量 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(dá)到30 70kW m 某些地方達(dá)到100kW m 3 波浪能是海洋中分布最廣的可再生能源 這意味著 1 波浪能可通過較小的裝置實現(xiàn)其利用 2 波浪能價格低廉 3 波浪能適用于邊遠(yuǎn)海域的島嶼 國防 海洋開發(fā)等活動 4 波浪能利用裝置可在已有設(shè)施及工程的基礎(chǔ)上進(jìn)行安裝和建設(shè) 如護(hù)岸 防波堤 或與此類設(shè)施及工程同時建設(shè) 可明顯地降低波能利用裝置的開發(fā)及建設(shè)成本 并實現(xiàn)功能多元化 波浪能研究現(xiàn)狀 英國英國具有世界上最好的波浪能資源 從20世紀(jì)7O年代開始 英國將波浪發(fā)電研究放在新能源開發(fā)的重要位置 20世紀(jì)80年代 英國已成為世界波浪能研究的中心 主要裝置 LIMPET Pelamis挪威挪威主要對波浪發(fā)電裝置的理論設(shè)計做出了較大貢獻(xiàn) 提出了相位控制原理和喇叭口收縮波道式波能裝置等 主要裝置 固定式收縮波道裝置 葡萄牙葡萄牙有著發(fā)展波浪發(fā)電得天獨厚的自然條件優(yōu)勢 政府和科研機(jī)構(gòu)對海浪能資源越來越重視 2008年1月葡萄牙政府就在葡萄牙西海岸的SaoPedrodeMoel建立大型海洋實驗區(qū) 進(jìn)行遠(yuǎn)海海浪能開發(fā) 其裝機(jī)容量達(dá)250MW 其他國家美國近年來也將目光投向波浪能資源的開發(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) 日本一直重視波浪能技術(shù)向生產(chǎn)應(yīng)用的轉(zhuǎn)化研究 在波浪能轉(zhuǎn)換技術(shù)實用化方面走在世界前列 澳大利亞 荷蘭 丹麥 以色列 加拿大 印度尼西亞等國家也對波浪發(fā)電進(jìn)行了一系列研究開發(fā) 有關(guān)國家在2004年至2008年期間對海浪發(fā)電技術(shù)的資金投入比 目前世界上的波能利用技術(shù)主要有 振蕩水柱式 OWC 振蕩浮子式 點吸收式 收縮波道技術(shù)筏式技術(shù)擺式技術(shù) 振蕩水柱式 裝置示意圖 分類 A 漂浮式B 固定式 優(yōu)點 轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)不與海水接觸 防腐性能好 安全可靠 維護(hù)方便 缺點 二級能量轉(zhuǎn)換效率較低 英國Limpet電站 固定式 澳大利亞OWC 振蕩浮子式 點吸收式 裝置示意圖 振蕩浮子式裝置是在振蕩水柱式裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的波能發(fā)電裝置 它用一個放在港中的浮子作為波浪能的吸收載體 然后將浮子吸收的能量通過機(jī)械或液壓裝置轉(zhuǎn)換出去 用來驅(qū)動電機(jī)發(fā)電 目前建成的典型的點吸收式裝置有英國的AquaBuoy裝置 阿基米德波浪擺 AWS 美國OPT公司的PowerBuoy OregonStateUniversity的LinearGeneratorBuoy AquaBuoy AWS PowerBuoy LinearGeneratorBuoy 收縮波道技術(shù) 裝置示意圖 優(yōu)點 一級轉(zhuǎn)換沒有活動部件 可靠性好 維護(hù)費用低 在大浪時系統(tǒng)出力穩(wěn)定 缺點 小浪下的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率低 對地形要求苛刻 目前建成的收縮波道電站有挪威350kW的固定式收縮波道裝置以及丹麥的WaveDragon Overtoppingtypewaveenergyconversion WaveDragon 波浪龍 筏式技術(shù) 裝置示意圖 優(yōu)點 筏體之間僅有角位移 即使在大浪下 該位移也不會過大 故抗浪性能較好 缺點 裝置順浪向布置 單位功率下材料的用量比垂直浪向布置的裝置大 可能提高裝置成本 采用筏式波浪能利用技術(shù)的有英國Cork大學(xué)和女王大學(xué)研究的McCabe波浪泵波力裝置和蘇格蘭OceanPowerDelivery公司的Pelamis波能裝置 McCabe Pelamis 海蛇 擺式技術(shù) 裝置示意圖 優(yōu)點 相對于其他裝置來說 成本略低 缺點 轉(zhuǎn)換效率不穩(wěn)定 在惡劣的海洋環(huán)境下可靠性較低 易損壞 采用擺式波浪能利用技術(shù)的有日本的裝機(jī)容量為5kW的推擺式波力電站 由英國貝爾法斯特皇后大學(xué)以及AquamarinePowerLtd共同研制的 Oyster Oy