擺式波浪發電裝置結構設計

『壹』 浮標式波浪發電裝置是什麼

浮標抄式波浪發電裝置就是利用襲海浪的上下運動所產生的空氣流來發電的裝置。這種發電裝置有一個空氣管，管內的水面（相當於一個活塞）是相對靜止的，而水面可以上下運動。因為海浪的起伏波動而使浮標作上下運動，這樣浮標體內的空氣活塞室里的空氣就被水面這個「活塞」所壓縮和擴張，使空氣從空氣活塞室里沖出來，從而推動氣輪發電機組發電。

日本還研製一種錐形浮體式海浪發電裝置，也是浮標式發電裝置，但它是利用共振原理來發電。這種發電裝置的浮體，其固有頻率與海浪上下運動的頻率相等，因而出現共振，正是利用這種共振來發電。浮體的下端為錐體，錐體的頂端有一個能作正向和逆向轉動的螺旋槳。當浮體與海水作相對運動時，便驅使螺旋槳轉動而帶動發電機發電。

『貳』 雙擺式波浪能發電的創新之處

『叄』 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。

『肆』 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。

『伍』 有一種發電方式 兩片圓形轉輪 一個 順轉 一個 逆轉 那叫什麼發電裝置

海上波浪發電設備中有一種擺動設備波能轉換裝置，該裝置的設計嚴謹，橫截面輪廓回呈非對稱型式，其前端答(迎浪面)較小，後部(背浪面)較大，水下部分為圓弧形，裝置在波浪作用下繞轉動軸發生擺動運動，並且可以將幾乎所有的短波攔截下來，此波能轉換裝置在短波時的轉換效率可以接近於100％。
雖然波浪發電研究經過幾十年的發展，先後出現過幾十種不同的發電裝置的設計，以提高發電效率。但是現有的波浪發電機依然存在以下缺點：結構復雜，摩擦過多，製造成本高昂，易發生故障，使用壽命低，波浪能損耗大，並且當波浪較小時，極易停止工作導致其有效工作時間較短。此外，一些消波設備在消波過程中，具有擺動運動，此擺動動能源自波浪能，但是通常被浪費。通過安裝本發明中的發電裝置，即可將波浪能轉化為電能，進而加以利用。

『陸』 懸掛擺式波浪能發電原理為什麼要用油

（1）線圈在磁場中切割磁感線，產生電動勢為：Emax=NBlvmax…①l=πD… ②聯立得：Emax=πNBDvmax=π×200×0.2×0.4×0.4πV=64V…③則波浪發電產生電動勢e的瞬時表達式：e=Emaxsin（2π3）t=64sin（2π3）tV…④根據閉合電路歐姆定律有：I=ER+r…⑤得：i=eR+r=4sin（2π3）tA…⑥畫出i-t圖象如圖：（2）根據題意，設浮桶及線圈的總質量為M，在水面平衡時，排開水的體積為v0，Mg=ρgv0…⑧簡諧運動時，設浮桶及線圈相對平衡位置的位移是x， F回=-F浮+Mg=-ρg（v0+Sx）+ρgv0=-ρgSx…⑨考慮到簡諧運動的特徵：F回=-kx… ⑩ 簡諧運動的周期：T=2πmk…（11）綜合⑨、⑩、（11）得浮桶與線圈作簡諧運動的固有周期： T固=2πMρgS…（12）由i=4sin（2π3）tA得：圓頻率ω=2π3rad/s，驅動力周期T驅=T=2πω=3s…（13）波浪機械能轉化為電能的效率最高時，有T驅=T固…（14）由（12）、（13）解得：M=450kg 答：（1）波浪發電產生電動勢e的瞬時表達式為e=64sin（2π3）tV；電流i隨時間t變化的圖象見上；（2）當浮桶及線圈的總質量為450kg時，波浪機械能轉化為電能的效率最高．

『柒』 如何馴服波濤

擺式波浪發電裝置

利用波浪發電的嘗試不像利用潮汐發電那樣順利。波浪不像潮汐那樣「有信」。為了開發波浪能，科學家提出了幾十種方法，把隨機變化的波浪能變成容易控制的機械能，再用以發電。這些方法歸納起來大致是把波浪能變成上下振動的水柱、推動機械橫擺和推動機械縱盪等三大類。幾十年過去了，除了供給燈標發光的小功率發電裝置外，都不能算是成功與實用的。

振動水柱式裝置先使波浪進入儲能區，利用諧振效應聚集起來，波浪的動能把海水壓進垂直放置的粗管子里，管子里的水柱隨著波浪起伏而振動。管子上端是封閉著的，水柱振動時，水柱上方的空氣也被壓縮、減壓，跟著振動。利用振動的空氣推動威爾斯空氣渦輪機發電。

挪威、日本在岸邊選擇聚波的喇叭形峽灣，略加修整，預先使波浪聚能，再建造振動水柱塔，利用波浪發電，設計的發電能力為40～500千瓦的數量級。這些試驗波浪發電站都能工作，但是不夠可靠。挪威的波浪發電站在1988年的一次風暴中被狂浪打壞。

擺式波浪發電裝置

把小型的波浪發電裝置裝在燈標里，在0.4米的波浪條件下能發出12伏、6瓦的電，供給燈標里的蓄電池作充電用。這種波浪能燈標已經成為商品了。

挪威一座350千瓦波浪發電站的設計是另一種形式的。它利用漸縮的入口聚波，使波高放大，溢出波道，保存在儲能水庫里，再用與潮汐發電站一樣的原理利用水庫里比海面較高的水位在放水時發電。

日本的「海明」號是一條浮在海面上的船。它在山形縣附近的日本海上拋錨，船上裝有振動水柱式發電裝置，發出的電通過電纜送到陸地上。

英國科學家發明一種縱盪式的波浪轉換系統，做成凸輪的擺，能在波浪的作用下做縱向的振盪，像水面上的鴨子在點頭，因此給它命名為「點頭鴨」。為了充分利用波浪能，在海面布設了許多這樣的轉換裝置，在波浪的作用下，這些「鴨子」上下擺動，使它們的軸旋轉，把波浪能變成機械能。這個系統理論上效率很高，可是在海面上布設很復雜，不夠可靠，向岸上輸電也不方便，試驗後就束之高閣了。

波浪

日本還開發了一種橫搖的擺式波浪發電站，在面向波浪的岸邊建造槽形的水室，使波浪進入水室，再從水室後壁反射，在水室里共振，形成駐波，把能量聚集起來，推動安在駐波節點上的擺，使它橫搖，再用液壓系統收集它的能量。在建造防波堤時，把這種電站建在防波堤外面，吸收一部分波浪打在堤上的能量，可以起消波作用。

我國也建了岸邊的振動水柱式和擺式波浪試驗電站，功率不大，只能供應孤懸在海中的島嶼電源。

波浪發電離大規模應用還有一段距離。波浪能很不穩定，只能與其他能源互補，才能保證用戶使用。

『捌』 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。

『玖』 波浪能與海流發電嗎

即使在晴朗無風的日子裡，海面仍是動盪不定的，波浪起伏不停地拍打著海岸。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、波長100米的海浪，在一米長的波峰片上就具有3120千瓦的能量，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。海流發電也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。

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。

『拾』 新能源中當前最矚目的是····能，又叫做····能

新能源中當前最矚目的是太陽能，包括半導體的太陽能，包括生物太陽能等。哲博化工幫助您