波浪能利用装置设计方案

Ⅰ 波浪能的案例

大约15年前，美国俄勒冈州就着手开发利用波浪能，但由于当时技术限制，波浪能发展计划未能顺利进行；然而据《纽约时报》报道，随着技术进步，美国首个获得商业许可的并网波浪能发电装置日前已经进入了最后的测试阶段，计划于2012年10月在俄勒冈州正式下水。该装置由海洋电力技术公司设计，8月获得了美国联邦政府的批准，并网之后足以为1000户家庭提供电力。

Ⅱ 波浪能的开发

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/m^2中国海岸大部分的年平均波浪功率密度为2~7kW/m^2。
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1.3X10^7kW。但由于不少海洋台站的观测地点处于内湾或风浪较小位置，故实际的沿海波浪功率要大于此值。其中浙江、福建、广东和台湾沿海为波能丰富的地区。
波浪能量如此巨大，存在的如此广泛，自古吸引着沿海的能工巧匠们，想尽各种办法，企图驾驭海浪为人所用。水力可以满足全世界3倍的能源。
将波浪能收集起来并转换成电能或其他形式能量的波能装置有设置在岸上的和漂浮在海里的两种。按能量传递形式分类有直接机械传动、低压水力传动、高压液压传动、气动传动4种。其中气动传动方式采用空气涡轮波力发电机，把波浪运动压缩空气产生的往复气流能量转换成电能，旋转件不与海水接触，能作高速旋转，因而发展较快。波力发电装置五花八门，不拘一格，有点头鸭式、波面筏式、波力发电船式、环礁式、整流器式、海蚌式、软袋式、振荡水柱式、多共振荡水柱式、波流式、摆式、结合防波堤的振荡水柱式、收缩水道式等十余种。

Ⅲ 波浪能发电的发展

大规模波浪能发电的成本还难与常规能源发电竞争，但特殊用途的小功率波浪能发电，已在导航灯浮标、灯桩、灯塔等上获得推广应用。在边远海岛，小型波浪能发电已可与柴油发电机组发电竞争。今后应进一步研究新型装置，以提高波浪能转换效率;研究聚波技术，以提高波浪能密度，缩小装置尺寸，降低造价;研究在离大陆较远、波浪能丰富的海域利用工厂船就地发电、就地生产能量密集的产品，如电解海水制氢、氨及电解制铝、提铀等，以提高波浪能发电的经济性。预计随着化石能源资源的日趋枯竭， 技术的进步， 波浪能发电将在波浪能丰富的国家逐步占有一定的地位。
我国技术成果
记者从中科院广州能源研究所获悉，由该所研制的“鹰式一号”漂浮式波浪能发电装置，在位于珠江口的珠海市万山群岛海域正式投放，并成功发电，这标志着我国海洋能发电技术取得了新突破。
随着新能源成为人们关注的热点，海洋能发电技术以其独特优势和战略地位吸引了人们的注意，世界各主要海洋国家普遍重视对海洋的开发利用。作为海洋波浪能利用技术的一种，“鹰式一号”漂浮式波浪能发电装置由中科院广州能源研究所究所课题组历经一年半研制完成。课题组不断优化和改进装置模型，共制作了5套装置模型，分别在二维水槽和三维水槽内进行大量试验，最终将实海况装置的设计方案定型为轻质波浪能吸波体与半潜船的结合。
该新型发电装置采用外形经过特殊设计的轻质波浪能吸收浮体，使得浮体的运动轨迹能与波浪运动轨迹相匹配，可最大程度吸收入射波而最小程度减少透射和兴波。日前首次投放的该发电装置安装有两套不同的能量转换系统，总装机20kW，其中液压发电系统装机10kW，直驱电机系统装机10kW，两套系统均成功发电。试验表明，该新型设备实现了快捷、安全和低成本研发海洋波浪能发电装置的目标，为规模化开发利用海洋波浪能打下坚实基础。据介绍，该发电装置由国家海洋可再生能源专项资金项目——“10kW水母式波浪能发电装置研究”专项资助完成。

Ⅳ 波浪能有哪些形式

利用波浪能发电有多种形式，有的利用波的上下波动，有的利用波的横向运动，有的利用由波产生的水中压力变化等。1964年，日本最先制成了使用海浪发电的航标灯。1974年，日本海洋科学技术中心研制出“海明”号波浪发电船，每小时能发电1250千瓦。“海明”号波力发电船有4个浮力室和22个空气室，各自的空气室从底部进入的波可以上下运动，波的上下往复运动使4个阀工作，由于流入的空气方向是单向，所以可以得到连续的输出功率。挪威于1985年在卑尔根附近的海岛建立起了一座装机容量为500千瓦的振荡水柱波力电站和一座装机容量为350千瓦的楔型波道电站。英国于1991年在苏格兰的艾莱岛建成一座波浪能发电站，使用一台韦尔斯气动涡轮机把一个狭窄岩谷的波浪能变成电能，这是目前世界上最先进的波浪发电装置。

Ⅳ 波浪能有哪些优点

波浪能集有许多优点，比如能量密度高、分布面广泛。特别是在能源消耗多的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。它的能量如此巨大，一直都吸引着沿海的能工巧匠们。他们想尽各种办法，期望能够驾驭海浪开辟新天地。

具体而言，波浪能就是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。海洋表面的海水受太阳辐射给予的热量，可以说它是世界最大的太阳能收集器。温暖的地表海水，造成与深海海水之间的温差，由于风吹过海洋时产生风波，这种风波在辽阔的海洋表面上，风能以自然储存于水中的方式进行能量转移，因此，说波浪能是太阳能的另一种浓缩形态，并不是没有道理的。

在所有海洋能源中，波浪能是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，它事实上是吸收了风能而形成的，它的能量传递速率与风速有一定关系，也和风与水相互作用的距离（即风区）有关。水团相对于海平面发生位移时，使波浪具有势能，而水质点的运动，则使波浪具有动能，从而使波浪能发挥出作用。

在风较多的沿海地带，波浪能的密度通常都很高。例如，英国沿海、美国西部沿海和新西兰南部沿海等都是风区，有着十分有利的波候。而我国的浙江、福建、广东和台湾沿海的波能也较为丰富，在工业经济发展上功不可没。

波浪能之所以能够发电是通过波浪能装置，将波浪能首先转换为机械能，再最终转换成电能。这一技术源自于20世纪80年代初，西方海洋大国利用新技术优势纷纷展开实验，但受客观条件和技术影响，所取得的效果效益有好有差。

Ⅵ 海浪是否可以用来发电

奥克尼海浪发电试验场是世界上第一个专门为海浪发电研究和测试而建立的基地。在那儿，技术人员可以对各种海浪发电机进行测试，并可将海浪发电机产生的电能通过电缆输到岸上，并入电网，最终出售给消费者。
中文名海浪发电外文名Wave power generation特 点效率高起 始1910年缺 点成本高
目录
1 背景
2 面临问题
3 国外研究
4 国内进展
5 测试
海洋发电技术
海浪发电机
背景编辑
传统能源日趋枯竭、环境污染问题恶化,新能源开发迫在眉睫。随着低功耗无线传感器的发展,利用环境清洁可再生能源如太阳能、风能以及波浪能发电制作成微电源为传感器节点提供电能,日益受到各界广泛关注。相比风能与太阳能技术,波浪能发电技术要落后十几年。但是波浪能具有其独特的优势,波能能量密度高,是风能的4~30倍;相比太阳能,波浪能不受天气影响。波浪能发电电源是利用波浪发电制作成的电源,为海洋传感节点供电具有诸多优点：
一、波浪能分布广泛且储量巨大,可就地取能;
二、波浪发电装置受海况与气候影响较低。研究利用波浪能发电,为海洋无线传感器节点提供长期的能量供给,具有十分重要的意义。
风与海面作用产生海浪，海浪能是以动能形式表现的水能资源之一。1977年，有人对世界各大洋平均波高1米、周期1秒的海浪进行推算，认为全球海浪能功率约为700亿千瓦，其中可开发利用的约为25亿千瓦，与潮汐能相近。海浪中蕴藏有如此丰富的能量，如将海浪的动能转化为电能，使制造灾难的惊涛骇浪为人类服务，是人们多年来梦寐以求的理想。
面临问题编辑
波浪能装置的总发电效率大都比较低,提高装置各级能量转换结构转换效率问题需要亟待解决。波浪能发电仍存在诸多问题,如制造成本昂贵、装置可靠稳定性及并网等。波浪能发电难以与常规能源相竞争,但是对于不便于应用常规能源的场合,波浪发电在一定程度上具有特有的优越性与生命力。当前,海洋无线监测传感网中各节点仍大多采用传统化学电池供电,但是化学电池的使用寿命有限,需定期更换。恶劣复杂的海洋环境给数ift庞大的传感器节点电池更换造成了极大的困难,然而化学电池能量一旦耗尽,传感器节点无法正常工作,将会影响整体传感器网络的性能。
国外研究编辑
1910年，法国人波拉岁奎在法国海边的悬崖处, 设置了一座固定垂直管道式的海浪发电装置, 并获得了一千瓦的电力。这是最早出现的海浪发电装置，也是用波力能来发电的最早尝试。此后，在世界各地出现了许多不同结构、不同形式的海浪发电装置。
在20世纪70年代，英国爱丁堡大学的工程师斯蒂芬·索尔特就发明了利用海浪发电的“爱丁堡鸭”海浪发电装置。
海浪发电装置
海浪发电装置
在英国的苏格兰东北角，有一大片被称作奥克尼群岛的岛屿，它们附近的海域风急浪高，波涛汹涌，是海员谈虎色变的地方。然而，正是在那里，2003年10 月，一个世界上独一无二的海浪发电试验场问世了。
之后，世界上许多国家，如英国、日本、美国、加拿大、芬兰、丹麦、法国等都在研究和试验海浪发电，并相继提出了数百种发电装置设计方案。但是，由于这样或那样的技术问题，海浪发电研究一直没有什么大的突破。直到今天，在能源开发方面，海浪能的利用仍然落后于风能和潮汐能的利用。
国内进展编辑
2012年，由辽宁海事局和大连海事大学共同研发的多节漂浮式波能发电装置进行了首次海上试验，并取得成功。这一装置能有效收集波浪能并转化为电能输出，且具备低成本、无污染、节约能源的特点，可缓解全球范围内的能源短缺和环境污染问题。
据了解，多节漂浮式波能发电装置的研究方向主要针对海事领域，针对海事系统的船舶、无人雷达、海上通讯基站等设施供电。不过，随着该项目的优化研究，波能发电可投入更广泛的领域。由于波浪能属于取之不尽的海洋能源，而且大连具备良好的波浪能利用环境，该项目一旦投入量产，还可用于民用供电，届时将有效缓解全球面临的能源危机。

Ⅶ 波浪能与海流发电之间存在什么联系

即使在晴朗无风的日子里，海面也是动荡不定的，波浪不停地拍打着海岸。波浪是由风吹海水而引起的。波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。波浪能是巨大的，一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高。一个波高5米、波波浪发电示意图

长100米的海浪，在一米长的波峰片上就具有3，120千瓦的能量，由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。波浪能发电是利用波浪的推动力，使波浪转化为推动空气流动的压力来推动空气涡轮机叶片旋转而带动发电机发电。波浪发电设计方案最多，但是因为波浪能源分散，本身破坏力大，开发技术到现在为止还不成熟。据计算，全球海洋的波浪能达700亿千瓦，可供开发利用的为20亿～30亿千瓦，每年发电量可达9万亿度。

我国对波浪能的研究始于20世纪70年代，在1975年曾研制成一台1千瓦的波力发电浮标。80年代以来该项研究获得较快发展，我国成功研制航标灯用波能发电装置，并根据不同航标灯的要求，开发了一系列产品，与日本合作研制的后弯管型浮标发电装置，已向国外出口，该技术属国际领先水平。1989年，我国第一座波力电站在南海大万山岛建成，装机容量3千瓦。2000年，我国首座岸式波力发电工业示范电站——广东汕尾100千瓦岸式波力发电站建成，标志着我国海洋波力发电技术已达到实用化水平和推广应用的条件。

我国波力发电虽起步较晚，但发展很快。微型波力发电技术已成熟，小型岸式波力发电技术进入世界先进行列，但我国波浪能开发的规模远小于挪威和英国。

大洋中的海水从来都不是静止不动的，它像陆地上的河流那样，长年累月沿着比较固定的路线流动着，这就是“海流”。不过，河流两岸是陆地，而海流两岸仍是海水，在一般情况下，用肉眼是很难看出来的。世界上最大的海流，有几百公里宽、上千公里长、数百米深。大洋中的海流规模非常大。由于海流遍布大洋，纵横交错，川流不息，所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流，在流经北欧时为1厘米长的海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算世界上可利用的海流能约为0．5亿千瓦，而且利用海流发电并不复杂，受到许多国家的重视。

1973年，美国试验了一种名为“科里奥利斯”的巨型海流发电装置。该装置为管道式水轮发电机，机组长110米，管道口直径170米，安装在海面下30米处。在海流流速为2．3米／秒条件下，该装置获得8．3万千瓦的功率。日本、加拿大也在大力研究试验海流发电技术。我国的海流发电研究也有样机进入中间试验阶段。

20世纪90年代以来，我国开始计划建造海流能示范应用电站，在“八五”、“九五”科技攻关中均对海流能进行连续支持。目前，哈尔滨工程大学正在研建75千瓦的潮流电站。意大利与中国合作在舟山地区开展了联合海流能资源调查，计划开发140千瓦的示范电站。因此要海流做出贡献还是有利可图的事业，当然也是冒险的事业。

Ⅷ 国内波浪能发电取得了那些成就，在这方面存在那些不足

• 成就

我国沿岸波浪能资源理论平均功率约1285万千瓦，具有良好的开发应用价值，建立波浪能发电系统发展潜力巨大。中国波浪发电虽然起步较晚，但发展势头良好。微型波浪发电技术已经成熟，小型岸式波力发电技术已进入世界先进行列。

中国科学院广州能源研究所于1989年在广东珠海建成了第一座示范实验波力电站，1996年又建成了一座新的波力实验电站，专家们通过试验积累了宝贵经验。我国首座波力独立发电系统汕尾100千瓦岸式波力电站于1996年12月开工，2001年进入试发电和实海况试验阶段，2005年，第一次实海况试验获得成功。该电站建于广东省汕尾市遮浪镇最东部，为并网运行的岸式振荡水柱型波能装置，设有过压自动卸载保护、过流自动调控、水位限制、断电保护、超速保护等功能。

近年来，我国积极推进新能源开发利用。随着一大批清洁能源发电项目建成投产，我国的发电装机结构进一步得到优化，新能源发电呈加速发展态势。我国波浪能资源蕴藏量丰富，清洁无污染，再生能力强，波浪发电产业得到国家政策的鼓励和扶持，投资前景良好。根据规划，到2020年，我国将在山东、海南、广东各建1座1000千瓦级的岸式波浪发电站。

• 不足

波浪能的利用并不容易。波浪能是可再生能源中最不稳定的能源，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。利用波浪能发电要依靠波浪发电装置，但是由于海浪具有力量强、速度慢和周期性变化的特点，100多年来，世界各国科学家提出300多种设想，发明了各种各样的波浪能发电装置，但是普遍发电功率很小，而且效果差。

想要充分地利用波浪能发电，有几项难题需要解决。一是独立发电问题。最早的波浪能发电装置需要与柴油机并联工作，这样会造成污染。后来则需要依靠电网，先把波浪能转化的电能供应到电网上，然后才可以利用，这样又会受到电网覆盖范围的限制，造成发电成本高昂、发电功率小、质量差等问题。二是稳定性问题。由于受技术限制，波浪能发电装置只能将吸收来的波浪能转化为不稳定的液压能，这样再转化的电能也是不稳定的。英国、葡萄牙等欧洲国家采用昂贵的发电设施，仍无法得到稳定的电能。三是控制问题。由于波浪的运动没有规律性和周期性，浪大时能量有剩余，浪小时能量供应不足。这就需要有一种设备在浪大时将多余的波浪能储存、再利用。

• 尚未解决的问题

对于波浪能研究来说，目前存在以下主要技术问题：

1.材料问题——波浪能装置的材料应该具有(1)抗海水腐蚀的特性;(2)廉价;(3)较好的耐久性和可靠性。不锈钢满足第1、3两条，不满足第2条;工程塑料在强度上已有了显著提高，但其耐久性和可靠性还未能满足要求。因此，现有的波浪能装置只是采用普通钢材，靠表面涂层提高抗腐蚀能力，耐久性差强人意。

2.工业产品系列太少——目前并不存在专门为波浪能利用而发展的工业产品，只能逐渐发展。但我国目前许多产品的系列太少，迫使在波浪能研究上改变设计，牺牲效率、合理性，用现有产品拼凑成波浪能。例如小型电机，明显缺乏低转速、功率100W以下的发电机，或低转速、100kW以上的大功率发电机。齿轮等机械，液压泵、液压马达等也存在类似的问题。

3.投入研发经费不足——我国从“七五”开始研究波浪能。从“八五”到“十五”，国家科技部、中国科学院等对波浪能研究开展了持续的支持，3个五年计划共支持了约1000万，用于研制20kW、100kW岸式振荡水柱波能装置各一座，8kW、30kW摆式波能装置各一座，5kW漂浮式波能发电船一座，50kW波浪能独立发电与制淡系统一座。这些研究使我国的波浪能研究水平逐渐发展起来，特别是“十五”期间，我国在波浪能转换效率、波浪能稳定输出和波浪能装置建造技术上有了显著的提高，处于世界先进水平。

但相对国外的波浪能研究，我国的研发经费太少了。3个五年计划共支持了约1000万，研建了6个波浪能装置，全部加起来仅相当于英国近5年投入研究费用的1/60。上述项目均有较大缺口，需要部门、省、地方匹配才能完成。研究费用的欠缺，对我国波浪能研究进展有负面影响。

总的来说，我国的波浪能转换研究进步是明显的，在世界上也有一定影响，目前可以进入示范阶段，但尚未进入商业开发阶段。波浪能利用在技术上并未完全成熟，还需要国家进一步的支持。