波浪能发电技术的研究现状与发展趋势

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1、波浪能发电技术研究现状与发展趋势陈韦余顺年詹立垒钟启茂（集美大学机械与能源工程学院福建厦门361021）摘要：海洋波浪能是取之不尽、用之不竭的无污染可再生新能源。利用波浪能发电技术改善能源结构和生态环境，有利于海洋资源的开发，受到各国的重视。文章介绍了波浪能的定义、优点及发电的原理，对波浪发电技术进行了分类并总结了各发电技术的优缺点；综述了波浪发电技术的研究现状，并对今后海洋波浪能发电技术的发展趋势进行了展望。关键字：海洋波浪能；发电技术；发展趋势中文分类号：文献标识码随着经济的迅速发展，能源需求不断地明：波浪能相对其它形式的海洋能源，其

2、增加，传统能源日益短缺，大量的化石原料开发更为方便，通过较小的装置提供可观的使用又引发出了严重生态环境问题，这些的廉价能源。已经成为了全世界关注的焦点。为了应对资波浪能主要用于发电，可为海上孤源枯竭和生态环境问题，解决能源供应在社岛、沿海经济开发区及其它设施等提供优会经济发展的瓶颈问题，寻找替代的可再生质电能。此外，波浪能还可以用于供热、能源刻不容缓。海洋能是一种蕴藏在海洋中抽水、制氢以及海水谈化等。的可再生能源，包括温差能、海流能、波浪2波浪能发电技术能、潮汐能以及海上的风能和太阳能等自然资源。其中海洋波浪能在海洋中无处不在，2.1波浪

3、发电的原理汹涌澎湃的海洋波浪蕴藏着极大的能量，波波浪发电的原理主要是利用波浪运浪能的能流密度最大，可通过较小的装置提动的往复力、浮力产生动力或位能差。利供可观的廉价能源。由于，合理利用海洋波用海洋波浪发电的方法大致有三种：一种浪发电，既不消耗任何燃料和资源，又不产是利用海洋波浪的上下运动所产生水流生任何污染，投资少，见效快等优点；因此或空气流，使水(气)轮机转动，从而带动海洋波浪能等可再生能源在许多国家日益发电机发电；二是利用海洋波浪装置的前受到重视，尤其是研究和开发波浪能发电技后转动或摆动产生水流或气流，是水（气）术。轮机转动，从而带动

4、发电机工作，产生电；三是将低压大波浪变为小体积的高压水，1波浪能简介然后把水引入高位水池积蓄起来，使它形波浪能主要是由海面上风吹动以及成了水位的高度差，再来冲动水轮发电机[2]大气压力变化引起的海水有规则的周期发电。性运动，具有一定的动能和势能，动能是2.2波浪能发电技术的分类指波动的水质点以一定速度运动具有的波浪能发电是通过波浪能装置将波浪能量，势能是指水质点运动与海平面发生能转换为往复机械能，再通过动力摄取系统位移所具有的能量。波浪的能量与波高的转换成所需的动力或电能。现有的波浪利用平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度技术有很多种型式

5、，按结构形式可分为振荡成正比。海洋波浪能源与其他能源相比水柱式、摆式、越浪式、筏式、鸭式、点吸较，具有优点是①以机械能的形式出现,收式等几种形式。在此对这几种波浪发电技是海洋能源中品位最高的能量；②可再生术进行简单的介绍。性、清洁无污染；③有按周期性变化的规2.2.1振荡水柱式律可循，从而为其标准化利用打下基础；振荡水柱式波能装置是最普通的海洋④分布最广、储量巨大、能流密度大、利波浪能转换器。其工作原理是利用一个与海用程度非常高的能源。波浪能的优点表水连通的容器装置，通过波浪作用，驱动气1室内水柱作往复运动，使得水面位置发生变置，单位功率

6、下材料的用量比垂直浪向布置化，引起容器内的空气体积变化，通过压缩的装置大，可能造成装置成本较高。容器内的空气产生作用力驱动叶轮工作，带2.2.5鸭式动发电装置发电。振荡水柱波能装置的优点鸭式波浪能发电装置的得名是由装置是相对脆弱的机械部分只与往复流动的水的形状和运行特性类似鸭的运动，波浪入射流或空气流接触，不与海水接触，防腐性能波的运动使得动压力推动转动部分绕轴线好；通过气室将低速波浪能量转换成高速运旋转，流体静压力的改变使浮体部分作上下动的气流，传递方便；安全可靠，故障少、往复运动，动能和位能同时通过液压装置转维护方便。其缺点是转换效率

7、低，建造费用化，再通过液力或电力系统把动能转换为电高。能。其优点：转换效率较高，调节鸭身质心2.2.2摆式可以使其自有频率与波浪运动频率相同或摆式波能发电是商用波浪发电的重要者接近从而形成共振，可以达到最大的转换方式。其工作原理较为简单，即利用海洋波效率；缺点：装备复杂从而造成可靠性较差，浪的运动推动机械摆发生转动或摆动，将波尤其在恶劣的海洋环境下，装置极易损坏。浪能转化为机械能；与机械摆相连的通常是2.2.6点吸收液压装置，它将机械摆的机械能转化成液压点吸收式波浪能发电装置是目前发展泵的机械能与液压能，再驱动发电机发电。较好的波浪能转换

8、装置。该技术采用浮子捕摆式波浪能转换装置具有频率响应范围宽、获波浪能，通过浮子连接的液压装置将波浪结构简单易制造、可靠性好、建造费用相对能转化为液压能，再通过发电机工作输出电较低、常海况条件转