波浪能的研究现状与开发利用

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1、波浪能的研究现状与开发利用随着世界经济的发展，人口的激增，社会的进步，人们对能源的需求日益增长。占地球表面70%的广阔海洋，集中了97%的水量，蕴藏着大量的能源，即海洋能。近20多年來，受化石燃料能源危机和环境变化压力的驱动，作为主要对再生能源之一的海洋能事业取得了很大发展，在相关高技术后援的支持下，海洋能应用技术日趋成熟，为人类在下个世纪充分利用海洋能展示了美好的前景。海洋能源通常指海洋川所蕴藏的可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳

2、能以及海洋牛物质能等。究其成因，潮汐能和潮流能來源于太阳和月亮对地球的引力变化，其他基本上源于太阳辐射。海洋能源按储存形式又对分为机械能、热能和化学能。其屮，潮汐能、海流能和波浪能为机械能，海水温差能为热能,海水盐差能为化学能。其中波浪由于开发过程中对环境影响最小且以机械能的形式存在，是品位最高的海洋能。据估算，全世界波浪能的理论值约为lO^Kw量级。是现在世界发电量的数百倍，有着广阔的商用前景，因而也是各国海洋研究的重点。自20世纪70年代世界石油危机以来，各国不断投入大量资金人力开展波浪能开发利用的研究，并取得较大的成果。日，

3、英，美，澳的国家都研制出应用波浪发电的装置，并应用于波浪发电中。我国对波浪能的研究，利用起步较晚，目前我国东南沿海福建。广东等地区已在试验一些波浪发电装置波浪能简介：波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，它实质上是吸收了风能而形成的。能量传递速率和风速有关，也和风与水相互作用的距离有关。波浪可以用波高、波长和波周期等特征來描述目前波浪能的主要的主要利用方式是波浪能发电，此外，波浪能还可以

4、用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。利用波浪能发电就是利用能暈守恒定理，水的动能和势能转换为机械能，带动发电机发电。波浪能的优势：波浪所蕴涵的能量主要是是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。台风导致的巨浪，其功率密度可达每米迎波面数千kw,而波浪能丰富的欧洲北海地区，其年平均波浪功率也仅为20~40kW/mA2中国海岸大部分的年平均波浪功率密度为2~7kW/mA2o全世界波浪能的理论估算值也为109kW量级。利用中国沿海海洋观测台站资料估算得到，中国沿海理论波浪年平均功率约为1.3X10A7RWO但rh于不少海洋台站的观测地点处于内

5、湾或风浪较小位置，故实际的沿海波浪功率要大于此值。其屮浙江、福建、广东和台湾沿海为波能丰富的地区。波浪能具有能量密度高、分布面广等优点。它是一种取之不竭的可再生清洁能源。尤其是在能源消耗较大的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。小功率的波浪能发电，已在导航浮标、灯塔等获得推广应用。我国有广阔的海洋资源，波浪能的理论存储量为7000万千瓦左右，沿海波浪能能流密度大约为每米2千瓦~7千瓦。在能流密度高的地方，每1米海岸线外波浪的能流就足以为20个家庭提供照明。虽然大洋中的波浪能是难以提取的，因此可供利用的波浪能资源仅局限于靠近海岸线的地

6、方。但即使是这样，在条件比较好的沿海区的波浪能资源贮量大概也超过2TWo据估计全世界可开发利用的波浪能达2.5TW。我国沿海有效波高约为2〜3m、周期为9s的波列,波浪功率可达17〜39kw/m,渤海湾更高达42kw/m。波浪能的劣势：波浪能的利用并不容易。波浪能是可再生能源屮最不稳定的能源，波浪不能定期产生,各地区波高也不一样，由此造成波浪能利用上的困难。波浪能的分布：南半球和北半球40°〜60°纬度间的风力最强。信风区（赤道两侧30°之内）的低速风也会产生很有吸引力的波候，因为这里的低速风比较有规律。在盛风区和长风区的沿海,波

7、浪能的密度一般都很高。波浪能的利用：波浪发电是波浪能利用的主要方式，此外，波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制蛍等。波浪能利用的关键是波浪能转换装置。通常波浪能要经过三级转换：第一级为受波体，它将大海的波浪能吸收进來；第二级为中间转换装置，它优化第一级转换，产生出足够稳定的能量；第三级为发电装置，与其它发电装置类似。（1）波浪能的开发历程：世界上波力发电设备开发最早的国家是法国（1910年）。后来英国、挪威、印度、日本等相继开发。最早的波浪能利用机械发明专利是1799年法国人吉拉徳父子获得的01854-1973年的119年间

8、，英国登记了波浪能发明专利340项，美国为61项。在法国，则可查到有关波浪能利用技术的600种说明书。早期海洋波浪能发电付诸实用的是气动式波力装置。道理很简单，就是利用波浪上下起伏的力量，通过压缩空气，推动汲筒中的活塞往复运动而做功。1910年，法