5海洋能发电(2)-海浪发电

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1、新能源发电技术制作人：朱永强,许郁,丁泽俊华北电力大学海洋能发电有测试表明，巨大的海浪可把13吨重的整块巨石抛到20米高处，能把1.7万吨的大船推上海岸。1984年，西班牙的巴布里附近，一块重达1700吨的巨石被海浪掀翻过来。海洋的威力是巨大的，如果其中蕴藏的丰富能源能够为人类所用，那人类也许再也不必为能源问题担忧了。新能源与分布式发电海洋能发电§5.3波浪发电§5.3.1波浪的成因和类型波浪的能量来自于风和海面的相互作用，是风的一部分能量传给了海水，变成波浪的动能和势能。风传递给海水的能量取决于风速、风与海水作用时间及作用路程，表现

2、为不同速度、不同“大小”的波浪。海浪的波高从几毫米到几十米，波长从几毫米到数千公里，周期从零点几秒到几小时以上。小知识：波长越长，波浪运动速度越快。新能源与分布式发电海洋能发电海浪的类型（按形成和发展的过程）风浪，指的是在风的直接吹拂作用下产生的水面波动。由于海浪会向远处传播，往往由风引起的波浪在靠近其形成的区域才被称为风浪。风浪可从其形成区域传播开去，出现在距离很远的海面。这种不在有风海域的波浪称为涌浪。涌浪包括传到无风海区的风浪和海风停息或风速、风向突变后的存留下来的风浪余波。外海的风浪或涌浪传到海岸附近，受水深和地形作用会改变波

3、动性质，出现折射、波面破碎和倒卷，这就是近岸浪。新能源与分布式发电海洋能发电海浪的等级（根据波高大小）通常将风浪分为10个等级，将涌浪分为5个等级：0级无浪、无涌，海面水平如镜；5级大浪、6级巨浪，对应4级大涌，波高2～6米；7级狂浪、8级狂涛、9级怒涛，对应5级巨涌，波高6.1米到10多米。新能源与分布式发电海洋能发电海浪的运动水面上的大小波浪交替，有规律地顺风滚动前进；水面下的波浪随风力不同做直径不同、转速不同的圆周或椭圆运动，如图5.6所示。新能源与分布式发电海洋能发电§5.3.2波浪能资源的分布和特点波浪的前进，产生动能，波浪

4、的起伏产生势能。形成波浪的原动力主要来自于风对海水的压力以及其与海面的摩擦力，波浪能是海洋吸收了风能而形成的，其根本来源是太阳能（风能也来自于太阳能）。波浪的能量与波浪的高度、波浪的运动周期以及迎波面的宽度等多种因素有关。因此，波浪能是各种海洋能源中能量最不稳定的一种。新能源与分布式发电海洋能发电§5.3.2.1全球波浪能资源根据联合国教科文组织1981年出版物的估计数字，全世界的波浪能的理论蕴藏量为30亿千瓦。估计技术上允许利用的波浪能约占1/3，即10亿千瓦。另据国际能源理事会（IEA）估计，全世界可供开发利用的的波浪能资源为20

5、亿千瓦，对应于年可利用能源17.5万亿度电，几乎相当于全世界每年的用电量。欧洲和美国的西部海岸、新西兰和日本的海岸均为利用波浪能有利地区。新能源与分布式发电海洋能发电§5.3.2.2我国波浪能资源我国海岸线长，海域辽阔。根据海洋观测资料统计，我国沿海海域年平均波高在2~3m，波浪周期平均6~9秒，波浪功率可达17~39kW/m，渤海湾更高达42kW/m。据《中国新能源与可再生能源1999白皮书》统计结果，进入岸边的波浪能理论平均功率为1285万千瓦。90%以上分布在经济发达而常规能源缺乏的东南沿海，主要是浙江、福建和广东沿海，以及台湾

6、省沿岸。新能源与分布式发电海洋能发电新能源与分布式发电海洋能发电§5.3.2.3波浪能的优点在海洋能中，波浪能除可循环再生以外，还有以下优点：1）以机械能形式存在，在各种海洋能中品位最高；2）在海洋能中能流密度最大，在太平洋、大西洋东海岸纬度40～60°区域，波浪能可达到30～70kW/m，某些地方达到100kW/m；3）海浪无处不在，波浪能在海洋中分布最广。4）波浪能可通过较小的装置实现其利用；5）波浪能可提供可观的廉价能量。新能源与分布式发电海洋能发电§5.3.3波浪发电装置的基本构成波浪发电是波浪能利用的主要方式。波浪发电，一般

7、是通过波浪能转换装置，先把波浪能转换为机械能，再最终转换成电能。波浪上下起伏或左右摇摆，能够直接或间接带动水轮机或空气涡轮机转动……目前国际上应用的各种波浪能发电装置都要经过多级转换。新能源与分布式发电海洋能发电§5.3.3波浪发电装置的基本构成波浪能利用的关键是波浪能转换装置，通常经三级转换：1）波浪能采集系统(即受波体)，捕获波浪的能量；2）机械能转换系统(中间转换装置)，把捕获的波浪能转换为某种特定形式的机械能（一般是某种工质如空气或水的压力能，或者水的重力势能）；3）发电系统，与常规发电装置类似，用空气涡轮机或水轮机等设备将机

8、械能传递给发电机转换为电能。新能源与分布式发电海洋能发电§5.3.4波浪能的转换方式波浪发电装置的种类很多……但波浪能的转换方式，大体上可分为四类：1）机械传统式2）空气涡轮式3）液压式4）蓄能水库式新能源与分布式发电海