1kw波浪能發電裝置結構設計

『壹』 波浪能與海流發電之間存在什麼聯系

即使在晴朗無風的日子裡，海面也是動盪不定的，波浪不停地拍打著海岸。波浪是由風吹海水而引起的。波浪能主要是由風的作用引起的海水沿水平方向周期性運動而產生的能量。波浪能是巨大的，一個巨浪就可以把13噸重的岩石拋出20米高。一個波高5米、波波浪發電示意圖

長100米的海浪，在一米長的波峰片上就具有3，120千瓦的能量，由此可以想像整個海洋的波浪所具有的能量該是多麼驚人。波浪能發電是利用波浪的推動力，使波浪轉化為推動空氣流動的壓力來推動空氣渦輪機葉片旋轉而帶動發電機發電。波浪發電設計方案最多，但是因為波浪能源分散，本身破壞力大，開發技術到現在為止還不成熟。據計算，全球海洋的波浪能達700億千瓦，可供開發利用的為20億～30億千瓦，每年發電量可達9萬億度。

我國對波浪能的研究始於20世紀70年代，在1975年曾研製成一台1千瓦的波力發電浮標。80年代以來該項研究獲得較快發展，我國成功研製航標燈用波能發電裝置，並根據不同航標燈的要求，開發了一系列產品，與日本合作研製的後彎管型浮標發電裝置，已向國外出口，該技術屬國際領先水平。1989年，我國第一座波力電站在南海大萬山島建成，裝機容量3千瓦。2000年，我國首座岸式波力發電工業示範電站——廣東汕尾100千瓦岸式波力發電站建成，標志著我國海洋波力發電技術已達到實用化水平和推廣應用的條件。

我國波力發電雖起步較晚，但發展很快。微型波力發電技術已成熟，小型岸式波力發電技術進入世界先進行列，但我國波浪能開發的規模遠小於挪威和英國。

大洋中的海水從來都不是靜止不動的，它像陸地上的河流那樣，長年累月沿著比較固定的路線流動著，這就是「海流」。不過，河流兩岸是陸地，而海流兩岸仍是海水，在一般情況下，用肉眼是很難看出來的。世界上最大的海流，有幾百公里寬、上千公里長、數百米深。大洋中的海流規模非常大。由於海流遍布大洋，縱橫交錯，川流不息，所以它們蘊藏的能量也是可觀的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流，在流經北歐時為1厘米長的海岸線上提供的熱量大約相當於燃燒600噸煤的熱量。據估算世界上可利用的海流能約為0．5億千瓦，而且利用海流發電並不復雜，受到許多國家的重視。

1973年，美國試驗了一種名為「科里奧利斯」的巨型海流發電裝置。該裝置為管道式水輪發電機，機組長110米，管道口直徑170米，安裝在海面下30米處。在海流流速為2．3米／秒條件下，該裝置獲得8．3萬千瓦的功率。日本、加拿大也在大力研究試驗海流發電技術。我國的海流發電研究也有樣機進入中間試驗階段。

20世紀90年代以來，我國開始計劃建造海流能示範應用電站，在「八五」、「九五」科技攻關中均對海流能進行連續支持。目前，哈爾濱工程大學正在研建75千瓦的潮流電站。義大利與中國合作在舟山地區開展了聯合海流能資源調查，計劃開發140千瓦的示範電站。因此要海流做出貢獻還是有利可圖的事業，當然也是冒險的事業。

『貳』 波浪能發電的發展

大規模波浪能發電的成本還難與常規能源發電競爭，但特殊用途的小功率波浪能發電，已在導航燈浮標、燈樁、燈塔等上獲得推廣應用。在邊遠海島，小型波浪能發電已可與柴油發電機組發電競爭。今後應進一步研究新型裝置，以提高波浪能轉換效率;研究聚波技術，以提高波浪能密度，縮小裝置尺寸，降低造價;研究在離大陸較遠、波浪能豐富的海域利用工廠船就地發電、就地生產能量密集的產品，如電解海水制氫、氨及電解制鋁、提鈾等，以提高波浪能發電的經濟性。預計隨著化石能源資源的日趨枯竭， 技術的進步， 波浪能發電將在波浪能豐富的國家逐步佔有一定的地位。
我國技術成果
記者從中科院廣州能源研究所獲悉，由該所研製的「鷹式一號」漂浮式波浪能發電裝置，在位於珠江口的珠海市萬山群島海域正式投放，並成功發電，這標志著我國海洋能發電技術取得了新突破。
隨著新能源成為人們關注的熱點，海洋能發電技術以其獨特優勢和戰略地位吸引了人們的注意，世界各主要海洋國家普遍重視對海洋的開發利用。作為海洋波浪能利用技術的一種，「鷹式一號」漂浮式波浪能發電裝置由中科院廣州能源研究所究所課題組歷經一年半研製完成。課題組不斷優化和改進裝置模型，共製作了5套裝置模型，分別在二維水槽和三維水槽內進行大量試驗，最終將實海況裝置的設計方案定型為輕質波浪能吸波體與半潛船的結合。
該新型發電裝置採用外形經過特殊設計的輕質波浪能吸收浮體，使得浮體的運動軌跡能與波浪運動軌跡相匹配，可最大程度吸收入射波而最小程度減少透射和興波。日前首次投放的該發電裝置安裝有兩套不同的能量轉換系統，總裝機20kW，其中液壓發電系統裝機10kW，直驅電機系統裝機10kW，兩套系統均成功發電。試驗表明，該新型設備實現了快捷、安全和低成本研發海洋波浪能發電裝置的目標，為規模化開發利用海洋波浪能打下堅實基礎。據介紹，該發電裝置由國家海洋可再生能源專項資金項目——「10kW水母式波浪能發電裝置研究」專項資助完成。

『叄』 1KW小型風力發電機的系統設計。

www.yinhe-hn.com
你到這個網站看一下，在典型案例中有很多關於風力發電的方案

『肆』 目前全世界海洋波浪能發電的現狀（包括中國）及你對此項目前景的評估

波浪能發電頂級技術在中國,關鍵技術問題已突破,即將進入產業化發展.目前對波浪能儲量的估算是計算波浪沿海岸消散的功率,大洋的波浪具有更大的功率,開發前景相當廣闊.
海洋波浪具有巨大的能量，已成為世界各主要國家爭相研究開發的焦點之一，搶占這一技術領域的制高點，具有非常重大的戰略意義。
100多年來，世界各國科學家提出了許多設想，發明了各種各樣的波浪能發電裝置，提出的發明專利申請超過千項，尤其是近年來受能源危機和環境污染的巨大壓力，清潔無污染、可再生、環境友好、不消耗現有資源的海洋能技術更是受到各海洋國家政府和企業的普遍重視，西方國家利用其科技和技術優勢，紛紛投入巨資對各種裝置展開試驗，並且取得了一定的成績。比較著名的包括「點頭鴨」( Duck)式波能轉換裝置，海蛇號(Pelamis)波力裝置，AquaBuoy波能裝置Manchester_bobber 波能裝置，Fred_olsen_wec 波能裝置，Seavolt_wave_rider波能裝置，振盪水柱(Oscillating WaveConverter，簡稱OWC)式波能轉換裝置，OWEC波能裝置，三叉戟式波能裝置，海狗號(Seadog)波能裝置，收縮波道式波能轉換裝置，擺式波能轉換裝置，振盪浮子式波能轉換裝置，PS Frog and Frog波能裝置等。
我國也對國外的波浪技術展開了跟蹤研究，從20世紀80年代初開始對固定式和漂浮式振盪水柱波能裝置以及擺式波能裝置進行研究。1985年，中科院廣州能源研究所成功開發利用對稱翼透平的航標燈用波浪發電裝置。在山東大管島研製了一套擺式裝置.2005年初，在廣東省汕尾市遮浪半島，我國自主研發的波浪能獨立穩定發電系統（採用振盪水柱+液壓轉換裝置）實海況試驗獲得成功，這是世界首座波浪能獨立穩定發電系統。此外，我國還研製了一種波浪能發電系統，即振盪浮子岸式波能轉換裝置，採用振盪浮子作為波浪能的吸收載體，然後將浮子吸收的能量通過一個液壓裝置轉換出去，用來驅動電機發電。
從國內外試驗應用的情況來看，由於海洋環境的復雜性和波浪能源的多變性，普遍沒有達到預期的效果。主要表現在能源輸出的穩定性問題、能源匯集問題、能源利用效率問題、潮汐變化的影響、採用復雜結構產生的成本效益問題、裝置結構的安全性問題、裝置的抗腐蝕問題、海洋環境的建設安裝問題、與現有生產技術、設備的通用、配套等問題。導致波浪能利用技術多年來一直進展緩慢，沒有取得關鍵性的突破，也導致國內不少人對波浪能利用產生悲觀情緒。
長期以來，人們都知道波浪具有巨大的能量，但都普遍認為波浪能是最不穩定的能源，在應用中偏重於提高單次波浪的利用，從波浪能所固有的特點來看，這是十分不利的，我們正常所能應用的波浪能與暴風時所具有的波浪能往往相差幾個數量級，為了提高利用單次波浪的功率，往往把單個裝置做得很大，而一旦風暴來臨，則往往超出其結構、材料的應力，造成裝置的破壞，這些從英國製造的第一座（OSPREY），挪威的500 kW岸式波能裝置(MOWC)，中國3 kW岸式振盪水柱波力電站的研建過程中可以得到驗證。
實質上波浪能是一種隨機產生的能源，雖然單個波浪的波高，波長，周期，位置都隨時間而不同，但是一定水域內的波浪能量隨時間的變化是緩慢的，通過提高波浪能採集的覆蓋率和進行能量聚集，就可以得到強大穩定的能量輸出。上述難題都以基本解決,相信不久人們就能用上這一清潔環保,無消耗無排放,環境友好的再生電力.

『伍』 波浪能發電裝置會不會受海況與氣候的影響

潮汐能的主要利用方式是潮汐發電。潮汐發電與普通水利發電原理類似，通過出水庫，在漲潮時將海水儲存在水庫內，以勢能的形式保存，然後，在落潮時放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機旋轉，帶動發電機發電。差別在於海水與河水不同，蓄積的海水落差不大，但流量較大，並且呈間歇性，從而潮汐發電的水輪機結構要適合低水頭、大流量的特點。


潮汐發電原理圖
潮汐發電是水力發電的一種。在有條件的海灣或感潮口建築堤壩、閘門和廠房，圍成水庫，水庫水位與外海潮位之間形成一定的潮差(即工作水頭)，從而可驅動水輪發電機組發電。

與潮汐發電相關的技術進步極為迅速，已開發出多種將潮汐能轉變為機械能的機械設備，如螺旋漿式水輪機、軸流式水輪機、開敞環流式水輪機等，日本甚至開始利用人造衛星提供潮流信息資料。利用潮汐發電日趨成熟，已進入實用階段。

『陸』 波浪能發電有什麼原理

海水受海風的作用和氣壓變化等影響，促使它離開原來的平衡位置，而發生向上版、向下、向前和向後權方向運動。這就形成了海上的波浪。波浪是一種有規律的周期性的起伏運動。當波浪湧上岸邊時，由於海水深度愈來愈淺，下層水的上下運動受到了阻礙，受物體慣性的作用，海水的波浪一浪疊一浪，越涌越多，一浪高過一浪。與此同時，隨著水深的變淺，下層水的運動，所受阻力越來越大，以至於到最後，它的運動速度慢於上層的運動速度，受慣性作用，波浪最高處向前傾倒，摔到海灘上，成為飛濺的浪花。

波濤起伏的大海，一刻也不停息地在運動。在1平方千米的海面上，波浪運動每秒鍾就有20萬千瓦的能量。因此，波浪能也是一種海洋能源。

『柒』 鷹式波浪能發電裝置的鷹頭有什麼改進

大規模波浪能發電的成本還難與常規能源發電競爭，但特殊用途的小功率波浪能發電，已在導航燈浮標、燈樁、燈塔等上獲得推廣應用。
在邊遠海島，小型波浪能發電已可與柴油發電機組發電競爭。

『捌』 國內波浪能發電取得了那些成就，在這方面存在那些不足

• 成就

我國沿岸波浪能資源理論平均功率約1285萬千瓦，具有良好的開發應用價值，建立波浪能發電系統發展潛力巨大。中國波浪發電雖然起步較晚，但發展勢頭良好。微型波浪發電技術已經成熟，小型岸式波力發電技術已進入世界先進行列。

中國科學院廣州能源研究所於1989年在廣東珠海建成了第一座示範實驗波力電站，1996年又建成了一座新的波力實驗電站，專家們通過試驗積累了寶貴經驗。我國首座波力獨立發電系統汕尾100千瓦岸式波力電站於1996年12月開工，2001年進入試發電和實海況試驗階段，2005年，第一次實海況試驗獲得成功。該電站建於廣東省汕尾市遮浪鎮最東部，為並網運行的岸式振盪水柱型波能裝置，設有過壓自動卸載保護、過流自動調控、水位限制、斷電保護、超速保護等功能。

近年來，我國積極推進新能源開發利用。隨著一大批清潔能源發電項目建成投產，我國的發電裝機結構進一步得到優化，新能源發電呈加速發展態勢。我國波浪能資源蘊藏量豐富，清潔無污染，再生能力強，波浪發電產業得到國家政策的鼓勵和扶持，投資前景良好。根據規劃，到2020年，我國將在山東、海南、廣東各建1座1000千瓦級的岸式波浪發電站。

• 不足

波浪能的利用並不容易。波浪能是可再生能源中最不穩定的能源，波浪不能定期產生，各地區波高也不一樣，由此造成波浪能利用上的困難。利用波浪能發電要依靠波浪發電裝置，但是由於海浪具有力量強、速度慢和周期性變化的特點，100多年來，世界各國科學家提出300多種設想，發明了各種各樣的波浪能發電裝置，但是普遍發電功率很小，而且效果差。

想要充分地利用波浪能發電，有幾項難題需要解決。一是獨立發電問題。最早的波浪能發電裝置需要與柴油機並聯工作，這樣會造成污染。後來則需要依靠電網，先把波浪能轉化的電能供應到電網上，然後才可以利用，這樣又會受到電網覆蓋范圍的限制，造成發電成本高昂、發電功率小、質量差等問題。二是穩定性問題。由於受技術限制，波浪能發電裝置只能將吸收來的波浪能轉化為不穩定的液壓能，這樣再轉化的電能也是不穩定的。英國、葡萄牙等歐洲國家採用昂貴的發電設施，仍無法得到穩定的電能。三是控制問題。由於波浪的運動沒有規律性和周期性，浪大時能量有剩餘，浪小時能量供應不足。這就需要有一種設備在浪大時將多餘的波浪能儲存、再利用。

• 尚未解決的問題

對於波浪能研究來說，目前存在以下主要技術問題：

1.材料問題——波浪能裝置的材料應該具有(1)抗海水腐蝕的特性;(2)廉價;(3)較好的耐久性和可靠性。不銹鋼滿足第1、3兩條，不滿足第2條;工程塑料在強度上已有了顯著提高，但其耐久性和可靠性還未能滿足要求。因此，現有的波浪能裝置只是採用普通鋼材，靠表面塗層提高抗腐蝕能力，耐久性差強人意。

2.工業產品系列太少——目前並不存在專門為波浪能利用而發展的工業產品，只能逐漸發展。但我國目前許多產品的系列太少，迫使在波浪能研究上改變設計，犧牲效率、合理性，用現有產品拼湊成波浪能。例如小型電機，明顯缺乏低轉速、功率100W以下的發電機，或低轉速、100kW以上的大功率發電機。齒輪等機械，液壓泵、液壓馬達等也存在類似的問題。

3.投入研發經費不足——我國從「七五」開始研究波浪能。從「八五」到「十五」，國家科技部、中國科學院等對波浪能研究開展了持續的支持，3個五年計劃共支持了約1000萬，用於研製20kW、100kW岸式振盪水柱波能裝置各一座，8kW、30kW擺式波能裝置各一座，5kW漂浮式波能發電船一座，50kW波浪能獨立發電與制淡系統一座。這些研究使我國的波浪能研究水平逐漸發展起來，特別是「十五」期間，我國在波浪能轉換效率、波浪能穩定輸出和波浪能裝置建造技術上有了顯著的提高，處於世界先進水平。

但相對國外的波浪能研究，我國的研發經費太少了。3個五年計劃共支持了約1000萬，研建了6個波浪能裝置，全部加起來僅相當於英國近5年投入研究費用的1/60。上述項目均有較大缺口，需要部門、省、地方匹配才能完成。研究費用的欠缺，對我國波浪能研究進展有負面影響。

總的來說，我國的波浪能轉換研究進步是明顯的，在世界上也有一定影響，目前可以進入示範階段，但尚未進入商業開發階段。波浪能利用在技術上並未完全成熟，還需要國家進一步的支持。

『玖』 波浪能的利用

全世界波浪利用的機械設計數以千計，獲得專利證書的也達數百件，因此波浪能利用被稱為「發明家的樂園」。
最早的波浪能利用機械發明專利是1799年法國人吉拉德父子獲得的。1854－1973年的119年間，英國登記了波浪能發明專利340項，美國為61項。在法國，則可查到有關波浪能利用技術的600種說明書。
早期海洋波浪能發電付諸實用的是氣動式波力裝置。道理很簡單，就是利用波浪上下起伏的力量，通過壓縮空氣，推動汲筒中的活塞往復運動而做功。1910年，法國人布索．白拉塞克在其海濱住宅附近建了一座氣動式波浪發電站，供應其住宅l000瓦的電力。這個電站裝置的原理是：與海水相通的密閉豎管中的空氣因波浪起伏而被壓縮或抽空稀薄，驅動活塞做往復運動，再轉換成發電機的旋轉運動而發出電力。
60年代，日本研製成功用於航標燈浮體上的氣動式波力發電裝置。此種裝置已經投入批量生產，產品額定功率從60瓦到500瓦不等。產品除日本自用外，還出口，成為僅有的少數商品化波能裝備之一。
該產品發電的原理就像一個倒置的打氣筒，靠波浪上下往復運動的力量吸、壓空氣，推動渦輪機發電。
中國波力發電研究成績也很顯著。70年代以來，上海、青島、廣州和北京的五六家研究單位開展了此項研究。用於航標燈的波力發電裝置也已投入批量生產。向海島供電的岸式波力電站也在試驗之中。
有關專家估計，用於海上航標和孤島供電的波浪發電設備有數十億美元的市場需求。這一估計大大促進了一些國家波力發電的研究。70年代以來，英國、日本、挪威等國為波力發電研究投入大量人力物力，成績也最顯著。英國曾計劃在蘇格蘭外海波浪場，大規模布設「點頭鴨」式波浪發電裝置，供應當時全英所需電力。這個雄心勃勃的計劃，後因裝置結構過於龐大復雜成本過高而暫時擱置。80年代，日本「海明」波浪發電試驗船取得年發電19萬度的良好成績，實現了海上浮體波浪電站向陸地小規模送電。日本已將「海明」波浪發電船列為「離島電源」的首選方案，繼續研究改進。

『拾』 波浪能的案例

大約15年前，美國俄勒岡州就著手開發利用波浪能，但由於當時技術限制，波浪能發展計劃未能順利進行；然而據《紐約時報》報道，隨著技術進步，美國首個獲得商業許可的並網波浪能發電裝置日前已經進入了最後的測試階段，計劃於2012年10月在俄勒岡州正式下水。該裝置由海洋電力技術公司設計，8月獲得了美國聯邦政府的批准，並網之後足以為1000戶家庭提供電力。