波浪能利用发展历史与关键技术.pdf

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1、第36卷第4期2017年8月海洋技术学报JOURNALOFOCEANTECHNOLOGYV01．36．No．4Aug，2017doi：10．3969／j．issn．1003-2029．2017．04．014波浪能利用发展历史与关键技术刘延俊比．贺彤彤1(1．山东大学海洋研究院，山东济南250100；2．山东大学机械工程学院高效洁净先进制造教育部重点实验室．山东济南250061)摘要：波浪能作为一种新型清洁能源．近年来得到各国的重视。文章从波浪能利用的发展历史、波浪能资源的评估手段、波浪能转换装置的种类及代表性装置等几个角度．对国内外研究现状进行了阐述；总结了波浪

2、能发电技术中关于流体动力特性非线性计算、装置稳能技术、阵列发电场设计、与其它新能源结合应用等研究方向及技术难点：最后对波浪能利用技术的未来进行展望。关键词：波浪能发电：发展历史；资源评估：波浪能转换装置：阵列发电场中图分类号：P743．2文献标志码：A文章编号：1003—2029(2017)04—0076—06全球气候变化、能源短缺和环境污染等问题越来越受到各国政府、国际组织和普通民众的高度关注。为有效解决日益严重的能源和环境问题，大力发展可再生能源已成为全球共识。占地球表面7l％的海洋蕴藏着储量巨大的可再生能源，主要以海洋风能、波浪能、潮汐能、温差能、盐差能等

3、形式存在。其中，波浪能具有巨大的开发潜力，它由风力作用产生，但相对于风能，波浪能更加稳定，空间分布也较为集中，是一种极具发展前景的清洁能源。海洋波浪能的开发已有200多年的历史，近几十年在技术上取得了许多突破性进展，开发出了各种各样的波浪能利用装置【lI。1研究历史1．1国外情况开发利用波浪能的历史最早可以追溯到1799年，法国的Girard父子申请了世界上第一个波浪能技术专利圜。但是，第一次世界大战后，石油成为最重要的现代能源资源，人们对波浪能的开发利用兴趣下降。日本人YoshioMasuda被誉为现代波浪能技术之父，从20世纪40年代后期开始进行相关研究，发

4、明了用于导航浮标供电的振荡水柱式发电装置。1965年这种浮标在日本实现商业化。1976年，Masuda又对不同规格的振荡水柱式波浪能转换装置组合起来进行了大规模的试验，但是由于当时对波浪能的研究尚处于初期阶段，试验能量输出效率很低[21。1973年，苏格兰人StephenSalter和挪威人KjellBudal开始在大学里从事波浪能研究。美国的MichaelE．McCormick也是一位早期研究者⋯。1973年的石油危机引起可再生能源领域的重大变化以及人们对波浪能发电技术的浓厚兴趣，英国、瑞典、挪威等欧洲国家相继开始了一些政府资助的波浪能开发项目。1974年，爱

5、丁堡大学的StephenSalter在《自然》杂志上发表题为“波浪能”的文章，引起国际上科研机构对波浪能开发的重视【2】。20世纪80年代早期，石油价格的回落造成了波浪能研发经费的萎缩，但是，第一代试验样机进行了海试。例如，1985年，挪威在卑尔根进行了两个功率分别为350kW和500kw装置的原型近岸海试；90年代初，苏格兰在艾莱岛安装了75kW的近岸振荡水柱式波浪能发电装置；几乎同时，日本和印度也分别安装了60kW和125kW的波浪能转换装置。1997年签订《京都议定书》，限制二氧化碳排收稿日期：2017—03—08基金项目：海洋可再生能源专项资金资助项目(

6、GHME2017ZC01，GHME2016ZC01，GHME2016ZC02，GHME2016ZC03)；海上仪器设备海洋能供电系统示范(GHME2017YY01)；山东大学交叉学科陪育项目资助(2016JC035)作者简介：刘延俊(1965一)，男，教授、博士生导师，主要研究方向为海洋能开发利用技术及装备、深海探测取样技术及装备、海洋机电装备与材料、液压气动比例伺服系统设计、开发、建模、仿真及控制。E-mail：lyjll1ky@163．(tom第4期刘延俊，等：波浪能利用发展历史与关键技术放，使人们又对波浪能等清洁能源开发加以重视。进人21世纪后，波浪能开发

7、技术逐步走向成熟，部分装置实现了产业化应用。英国Aquamarine电力公司的OYSTER摆式发电装置已经实现商业化运行，20台该装置组成的小型发电场可以为12000户家庭供电。同属英国的波浪能发电装置Pelamis在偏远海岛供电方面也具有一定市场。加拿大的振荡浮子式波浪发电站AquaBuoy于2007年在美国俄勒冈州海岸进行了海试。2006年，丹麦的WaveStar阵列式波浪发电站进行了模型海试，具有较高的捕获效率和应用价值。1．2国内情况我国自20世纪60年代开始了波浪能发电研究工作，80年代以后获得较快发展，主要的研究机构有国家海洋技术中心、中科院广州能源

8、所、各大高校研究院等。“