摆式波浪发电装置结构设计

『壹』 浮标式波浪发电装置是什么

浮标抄式波浪发电装置就是利用袭海浪的上下运动所产生的空气流来发电的装置。这种发电装置有一个空气管，管内的水面（相当于一个活塞）是相对静止的，而水面可以上下运动。因为海浪的起伏波动而使浮标作上下运动，这样浮标体内的空气活塞室里的空气就被水面这个“活塞”所压缩和扩张，使空气从空气活塞室里冲出来，从而推动气轮发电机组发电。

日本还研制一种锥形浮体式海浪发电装置，也是浮标式发电装置，但它是利用共振原理来发电。这种发电装置的浮体，其固有频率与海浪上下运动的频率相等，因而出现共振，正是利用这种共振来发电。浮体的下端为锥体，锥体的顶端有一个能作正向和逆向转动的螺旋桨。当浮体与海水作相对运动时，便驱使螺旋桨转动而带动发电机发电。

『贰』 双摆式波浪能发电的创新之处

『叁』 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。

『肆』 波浪能的利用

全世界波浪利用的机械设计数以千计，获得专利证书的也达数百件，因此波浪能利用被称为“发明家的乐园”。
最早的波浪能利用机械发明专利是1799年法国人吉拉德父子获得的。1854－1973年的119年间，英国登记了波浪能发明专利340项，美国为61项。在法国，则可查到有关波浪能利用技术的600种说明书。
早期海洋波浪能发电付诸实用的是气动式波力装置。道理很简单，就是利用波浪上下起伏的力量，通过压缩空气，推动汲筒中的活塞往复运动而做功。1910年，法国人布索．白拉塞克在其海滨住宅附近建了一座气动式波浪发电站，供应其住宅l000瓦的电力。这个电站装置的原理是：与海水相通的密闭竖管中的空气因波浪起伏而被压缩或抽空稀薄，驱动活塞做往复运动，再转换成发电机的旋转运动而发出电力。
60年代，日本研制成功用于航标灯浮体上的气动式波力发电装置。此种装置已经投入批量生产，产品额定功率从60瓦到500瓦不等。产品除日本自用外，还出口，成为仅有的少数商品化波能装备之一。
该产品发电的原理就像一个倒置的打气筒，靠波浪上下往复运动的力量吸、压空气，推动涡轮机发电。
中国波力发电研究成绩也很显著。70年代以来，上海、青岛、广州和北京的五六家研究单位开展了此项研究。用于航标灯的波力发电装置也已投入批量生产。向海岛供电的岸式波力电站也在试验之中。
有关专家估计，用于海上航标和孤岛供电的波浪发电设备有数十亿美元的市场需求。这一估计大大促进了一些国家波力发电的研究。70年代以来，英国、日本、挪威等国为波力发电研究投入大量人力物力，成绩也最显著。英国曾计划在苏格兰外海波浪场，大规模布设“点头鸭”式波浪发电装置，供应当时全英所需电力。这个雄心勃勃的计划，后因装置结构过于庞大复杂成本过高而暂时搁置。80年代，日本“海明”波浪发电试验船取得年发电19万度的良好成绩，实现了海上浮体波浪电站向陆地小规模送电。日本已将“海明”波浪发电船列为“离岛电源”的首选方案，继续研究改进。

『伍』 有一种发电方式 两片圆形转轮 一个 顺转 一个 逆转 那叫什麼发电装置

海上波浪发电设备中有一种摆动设备波能转换装置，该装置的设计严谨，横截面轮廓回呈非对称型式，其前端答(迎浪面)较小，后部(背浪面)较大，水下部分为圆弧形，装置在波浪作用下绕转动轴发生摆动运动，并且可以将几乎所有的短波拦截下来，此波能转换装置在短波时的转换效率可以接近于100％。
虽然波浪发电研究经过几十年的发展，先后出现过几十种不同的发电装置的设计，以提高发电效率。但是现有的波浪发电机依然存在以下缺点：结构复杂，摩擦过多，制造成本高昂，易发生故障，使用寿命低，波浪能损耗大，并且当波浪较小时，极易停止工作导致其有效工作时间较短。此外，一些消波设备在消波过程中，具有摆动运动，此摆动动能源自波浪能，但是通常被浪费。通过安装本发明中的发电装置，即可将波浪能转化为电能，进而加以利用。

『陆』 悬挂摆式波浪能发电原理为什么要用油

（1）线圈在磁场中切割磁感线，产生电动势为：Emax=NBlvmax…①l=πD… ②联立得：Emax=πNBDvmax=π×200×0.2×0.4×0.4πV=64V…③则波浪发电产生电动势e的瞬时表达式：e=Emaxsin（2π3）t=64sin（2π3）tV…④根据闭合电路欧姆定律有：I=ER+r…⑤得：i=eR+r=4sin（2π3）tA…⑥画出i-t图象如图：（2）根据题意，设浮桶及线圈的总质量为M，在水面平衡时，排开水的体积为v0，Mg=ρgv0…⑧简谐运动时，设浮桶及线圈相对平衡位置的位移是x， F回=-F浮+Mg=-ρg（v0+Sx）+ρgv0=-ρgSx…⑨考虑到简谐运动的特征：F回=-kx… ⑩ 简谐运动的周期：T=2πmk…（11）综合⑨、⑩、（11）得浮桶与线圈作简谐运动的固有周期： T固=2πMρgS…（12）由i=4sin（2π3）tA得：圆频率ω=2π3rad/s，驱动力周期T驱=T=2πω=3s…（13）波浪机械能转化为电能的效率最高时，有T驱=T固…（14）由（12）、（13）解得：M=450kg 答：（1）波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e=64sin（2π3）tV；电流i随时间t变化的图象见上；（2）当浮桶及线圈的总质量为450kg时，波浪机械能转化为电能的效率最高．

『柒』 如何驯服波涛

摆式波浪发电装置

利用波浪发电的尝试不像利用潮汐发电那样顺利。波浪不像潮汐那样“有信”。为了开发波浪能，科学家提出了几十种方法，把随机变化的波浪能变成容易控制的机械能，再用以发电。这些方法归纳起来大致是把波浪能变成上下振动的水柱、推动机械横摆和推动机械纵荡等三大类。几十年过去了，除了供给灯标发光的小功率发电装置外，都不能算是成功与实用的。

振动水柱式装置先使波浪进入储能区，利用谐振效应聚集起来，波浪的动能把海水压进垂直放置的粗管子里，管子里的水柱随着波浪起伏而振动。管子上端是封闭着的，水柱振动时，水柱上方的空气也被压缩、减压，跟着振动。利用振动的空气推动威尔斯空气涡轮机发电。

挪威、日本在岸边选择聚波的喇叭形峡湾，略加修整，预先使波浪聚能，再建造振动水柱塔，利用波浪发电，设计的发电能力为40～500千瓦的数量级。这些试验波浪发电站都能工作，但是不够可靠。挪威的波浪发电站在1988年的一次风暴中被狂浪打坏。

摆式波浪发电装置

把小型的波浪发电装置装在灯标里，在0.4米的波浪条件下能发出12伏、6瓦的电，供给灯标里的蓄电池作充电用。这种波浪能灯标已经成为商品了。

挪威一座350千瓦波浪发电站的设计是另一种形式的。它利用渐缩的入口聚波，使波高放大，溢出波道，保存在储能水库里，再用与潮汐发电站一样的原理利用水库里比海面较高的水位在放水时发电。

日本的“海明”号是一条浮在海面上的船。它在山形县附近的日本海上抛锚，船上装有振动水柱式发电装置，发出的电通过电缆送到陆地上。

英国科学家发明一种纵荡式的波浪转换系统，做成凸轮的摆，能在波浪的作用下做纵向的振荡，像水面上的鸭子在点头，因此给它命名为“点头鸭”。为了充分利用波浪能，在海面布设了许多这样的转换装置，在波浪的作用下，这些“鸭子”上下摆动，使它们的轴旋转，把波浪能变成机械能。这个系统理论上效率很高，可是在海面上布设很复杂，不够可靠，向岸上输电也不方便，试验后就束之高阁了。

波浪

日本还开发了一种横摇的摆式波浪发电站，在面向波浪的岸边建造槽形的水室，使波浪进入水室，再从水室后壁反射，在水室里共振，形成驻波，把能量聚集起来，推动安在驻波节点上的摆，使它横摇，再用液压系统收集它的能量。在建造防波堤时，把这种电站建在防波堤外面，吸收一部分波浪打在堤上的能量，可以起消波作用。

我国也建了岸边的振动水柱式和摆式波浪试验电站，功率不大，只能供应孤悬在海中的岛屿电源。

波浪发电离大规模应用还有一段距离。波浪能很不稳定，只能与其他能源互补，才能保证用户使用。

『捌』 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。

『玖』 波浪能与海流发电吗

即使在晴朗无风的日子里，海面仍是动荡不定的，波浪起伏不停地拍打着海岸。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、波长100米的海浪，在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量，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。海流发电也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。

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。

『拾』 新能源中当前最瞩目的是····能，又叫做····能

新能源中当前最瞩目的是太阳能，包括半导体的太阳能，包括生物太阳能等。哲博化工帮助您