摆锤式波浪发电装置方案设计

❶ 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。

❷ 建在海底的发电站是怎样的，是怎么完成发电的呢

大家听过风力发电，也听过大坝水力发电。那你听过在海底也能建发电站吗？到底什么是海底发电站？是如何工作的？相比其他发电方式，有什么独到之处？今天我们就来聊一聊这座位于海底的发电站。

❸ 波浪能发电的类型

波浪能发电方式数以千计，按能量中间转换环节主要分为机械式、气动式和液压式三大类。 通过某种泵液装置将波浪能转换为液体(油或海水)的压能或位能，再由油压马达或水轮机驱动发电机发电的方式。点头鸭液压式装置简图。波浪运动产生的流体动压力和静压力使靠近鸭嘴的浮动前体升沉并绕相对固定的回转轴往复旋转，驱动油压泵工作，将波浪能转换为油的压能，经油压系统输送，再驱动油压发电机组发电。点头鸭装置有较高的波浪能转换效率，但结构复杂，海上工作安全性差，未获实用。图6是收缩斜坡聚焦波道式装置简图。波浪进入宽度逐渐变窄、底部逐渐抬高的收缩波道后，波高增大，海水翻过导波壁进入海水库，波浪能转换为海水位能，然后用低水头水轮发电机组发电。聚焦波道装置已在挪威奥依加登岛250 kW波浪能发电站成功的应用。这种装置有海水库储能，可实现较稳定和便于调控的电能输出， 是迄今最成功的波浪能发电装置之一。但对地形条件依赖性强， 应用受到局限。

❹ 目前全世界海洋波浪能发电的现状（包括中国）及你对此项目前景的评估

波浪能发电顶级技术在中国,关键技术问题已突破,即将进入产业化发展.目前对波浪能储量的估算是计算波浪沿海岸消散的功率,大洋的波浪具有更大的功率,开发前景相当广阔.
海洋波浪具有巨大的能量，已成为世界各主要国家争相研究开发的焦点之一，抢占这一技术领域的制高点，具有非常重大的战略意义。
100多年来，世界各国科学家提出了许多设想，发明了各种各样的波浪能发电装置，提出的发明专利申请超过千项，尤其是近年来受能源危机和环境污染的巨大压力，清洁无污染、可再生、环境友好、不消耗现有资源的海洋能技术更是受到各海洋国家政府和企业的普遍重视，西方国家利用其科技和技术优势，纷纷投入巨资对各种装置展开试验，并且取得了一定的成绩。比较著名的包括“点头鸭”( Duck)式波能转换装置，海蛇号(Pelamis)波力装置，AquaBuoy波能装置Manchester_bobber 波能装置，Fred_olsen_wec 波能装置，Seavolt_wave_rider波能装置，振荡水柱(Oscillating WaveConverter，简称OWC)式波能转换装置，OWEC波能装置，三叉戟式波能装置，海狗号(Seadog)波能装置，收缩波道式波能转换装置，摆式波能转换装置，振荡浮子式波能转换装置，PS Frog and Frog波能装置等。
我国也对国外的波浪技术展开了跟踪研究，从20世纪80年代初开始对固定式和漂浮式振荡水柱波能装置以及摆式波能装置进行研究。1985年，中科院广州能源研究所成功开发利用对称翼透平的航标灯用波浪发电装置。在山东大管岛研制了一套摆式装置.2005年初，在广东省汕尾市遮浪半岛，我国自主研发的波浪能独立稳定发电系统（采用振荡水柱+液压转换装置）实海况试验获得成功，这是世界首座波浪能独立稳定发电系统。此外，我国还研制了一种波浪能发电系统，即振荡浮子岸式波能转换装置，采用振荡浮子作为波浪能的吸收载体，然后将浮子吸收的能量通过一个液压装置转换出去，用来驱动电机发电。
从国内外试验应用的情况来看，由于海洋环境的复杂性和波浪能源的多变性，普遍没有达到预期的效果。主要表现在能源输出的稳定性问题、能源汇集问题、能源利用效率问题、潮汐变化的影响、采用复杂结构产生的成本效益问题、装置结构的安全性问题、装置的抗腐蚀问题、海洋环境的建设安装问题、与现有生产技术、设备的通用、配套等问题。导致波浪能利用技术多年来一直进展缓慢，没有取得关键性的突破，也导致国内不少人对波浪能利用产生悲观情绪。
长期以来，人们都知道波浪具有巨大的能量，但都普遍认为波浪能是最不稳定的能源，在应用中偏重于提高单次波浪的利用，从波浪能所固有的特点来看，这是十分不利的，我们正常所能应用的波浪能与暴风时所具有的波浪能往往相差几个数量级，为了提高利用单次波浪的功率，往往把单个装置做得很大，而一旦风暴来临，则往往超出其结构、材料的应力，造成装置的破坏，这些从英国制造的第一座（OSPREY），挪威的500 kW岸式波能装置(MOWC)，中国3 kW岸式振荡水柱波力电站的研建过程中可以得到验证。
实质上波浪能是一种随机产生的能源，虽然单个波浪的波高，波长，周期，位置都随时间而不同，但是一定水域内的波浪能量随时间的变化是缓慢的，通过提高波浪能采集的覆盖率和进行能量聚集，就可以得到强大稳定的能量输出。上述难题都以基本解决,相信不久人们就能用上这一清洁环保,无消耗无排放,环境友好的再生电力.

❺ 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。

❻ 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。

❼ 波浪发电是一种什么样的产品

波浪能发电是以波浪的能量为动力生产电能。海洋波浪蕴藏着巨大的能量，正弦波浪每米波峰宽度的功率P≈HT kW/m。式中，H为波高，m;T为波周期，s。通过某种装置可将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达驱动发电机发电。全球有经济价值的波浪能开采量估计为1～10亿kW。中国波浪能的理论储量为7000万kW左右。

波浪能发电方式数以千计，按能量中间转换环节主要分为机械式、气动式和液压式三大类。通过某种传动机构实现波浪能从往复运动到单向旋转运动的传递来驱动发电机发电的方式。采用齿条、齿轮和棘轮机构的机械式装置。随着波浪的起伏，齿条跟浮子一起升降，驱动与之啮合的左右两只齿轮作往复旋转。齿轮各自以棘轮机构与轴相连。齿条上升，左齿轮驱动其轴逆时针旋转，右齿轮则顺时针空转。通过后面一级齿轮的传动，驱动发电机顺时针旋转发电。机械式装置多是早期的设计，往往结构笨重，可靠性差，未获实用。

❽ 海洋波浪能的开发利用

波浪能量如此巨大，存在如此广泛，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。
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。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。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中国海岸大部分的年平均波浪功率密度为2~7kW/m。
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1.3X107kW。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。
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。
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，他们尝试为一种可以附在漂浮船只上的巨大杠杆申请专利，它可以随海浪一起波动来驱动岸边的水泵和发电机。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。
1960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。
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。
1970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。
1980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。
中国波力发电研究成绩也很显著。1970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。

❾ 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。