典型國家的波浪能開發(fā)

典型國家的波浪能開發(fā)隨著陸地礦物燃料日趨枯竭，環(huán)境污染日趨嚴重，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家紛紛把目光轉(zhuǎn)向海洋，其中對波浪發(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，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)域的國家對海浪發(fā)電的研究一直處于世界的前沿，如北美的美國和加拿大、歐洲的大部分國家以及亞洲的日本等國。1.日本日本是個能源匱乏的島國。但據(jù)測算,日本每1m寬海岸的波浪，卻蘊藏著9kW的能量。自20世紀60年代以來，日本就投運12臺波力發(fā)電設備，除了用于驗證試驗外，還有4臺作商業(yè)運營至今。目前，這種電站在日本已建造1000多座。其中1996年9月投運的固定式防波堤型130kW波電設備是日本最大的波能轉(zhuǎn)換設備，它的能量轉(zhuǎn)換箱體長20m、寬24m、高24m，共2個，帶有8個空氣室，1個異步型空氣透平發(fā)電機，與6kV電力系統(tǒng)并網(wǎng)。最近，日本又投運另一種被稱為“巨鯨（MightyWhale）”（見圖5）的新式波電設備，即可動式浮體型，長50m、寬30m、高13m，像個大鯨魚浮在水面上，其容量120kW。已于1998年7月投入商業(yè)運營。20世紀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)”波電設備2.英國英國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年英國科學技術(shù)委員會在一份報告中就指出，僅僅在英國的海域每年通過海浪發(fā)電裝置可收集的海浪能資源及達50TWh。自20世紀70年代開始，英國就制定了能源多樣化政策，鼓勵發(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80年代初英國就已成為世界波浪能研究的中心。英國分別于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年的一臺名為帕拉米斯的波浪發(fā)電機已在英國西南地區(qū)投入使用，其發(fā)電功率為750kW，供500戶居民使用。由英國Checkmate海洋能源公司設計的“巨蟒”波浪發(fā)動機（見圖6），寬度將達到7m，長200m，二十五分之一大小的原型機已于最近完成測試，并將于2022年左右投入使用，屆時可滿足1000個普通家庭用電需求。同時，英國計劃在西南部地區(qū)建造1座占地面積約1km2、由40臺波浪發(fā)電機組成的波浪發(fā)電站,并通過一條海底電纜為2萬戶居民提供電力。英國Checkmate海洋能源公司設計的“巨蟒”波浪發(fā)動機3.挪威挪威的波浪發(fā)電研究起始于20世紀70年代，雖然起步晚但是發(fā)展十分迅速。挪威主要對波浪發(fā)電裝置的理論設計做出了較大貢獻，提出了相位控制原理和喇叭口收縮波道式波能裝置等。挪威當時在波浪發(fā)電理論研究和實驗方面投入一億克朗，并于1985年在Toftestallen島建立了裝機容量分別為500kW和350kW的振蕩水柱式和聚波水庫式波浪發(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)以引進為主。但葡萄牙有著發(fā)展波浪發(fā)電得天獨厚的自然條件優(yōu)勢，政府和科研機構(gòu)對海浪能資源也越來越重視。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）建立大型海洋實驗區(qū)，進行遠海海浪能開發(fā)，其裝機容量達250MW。此外，葡萄牙還于2022年引進英國的海蛇發(fā)電機組，在此海洋實驗區(qū)建立了世界上第一個商業(yè)規(guī)模的波浪發(fā)電站。葡萄牙西海岸的SaoPedrodeMoel實驗區(qū)地理位置(a)和該水域的具體狀況(b)世界上第一個商業(yè)規(guī)模的波浪發(fā)電站的海蛇式發(fā)電機組5.其他國家世界上波力發(fā)電設備開發(fā)最早的國家是法國(1990年)，但是發(fā)展較慢，已遠遠落后于英、日、挪威等大多國家。作為高能源消耗的發(fā)達國家，美國近年來也將目光投向波浪能資源的開發(fā)利用，政府和很多科研機構(gòu)投入了大量資金用于波浪發(fā)電裝置的研發(fā)。美國的西海岸的西北部處于全球高海浪能區(qū)域，而美國則于近日宣布將于2022年在加利福尼亞的洪堡灣運行五個