浮子式波浪能發電裝置設計

1. 新能源中當前最矚目的是····能，又叫做····能

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2. 漂浮式振盪水柱發電裝置工作原理

根據工作原理的不同,波能利用技術主要分為振畝耐運盪浮子技術、越浪式技術、振盪水柱技術。 振盪浮子技術主要是利用兩個或多個結構物在波浪的作用下迅梁產生相對運動,將波浪能轉化為結構物的機械能,然後連接液壓系統或機械結構,驅動發電裝置發電,或者直接使用直線電機將波浪能直接轉化為電能。 該類型的裝置存在著材料利用率低(雙或多浮體)、浮體間相撞問題不可避免、投放時間長(浮態調節需要時間和設備),結構復雜、裝置基體體積大不可拆分、其性價比的提高受到技術限制。 越浪式技術主要是利用波浪的爬坡畝鎮特性,利用水道的變窄將其引入到高位水庫,將波浪能轉化為勢能利用水輪機發電。 該類型裝置的發電量取決於轉換載體的重量,因此其結構扎實並規模龐大,系泊系統設計復雜,海生物附著影響大,成本高昂,維護維修不便利。 振盪水柱技術是以空氣為工作介質,利用往復振盪的水柱像活塞一樣推動氣室內的空氣往復通過噴嘴,往復氣流推動空氣透平旋轉帶動電機發電。 該類型裝置的特點是單浮體,材料利用率高、不存在相撞問題,透平和發電機位於水面上不受海生物影響,但該類型裝置目前還存在結構復雜、體積大、拆裝和更換不方便的問題,導致其與浮標等小型海上裝置的配合性差。

3. 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.

4. 波浪能發電的類型

波浪能發電方式數以千計，按能量中間轉換環節主要分為機械式、氣動式和液壓式三大類。 通過某種泵液裝置將波浪能轉換為液體(油或海水)的壓能或位能，再由油壓馬達或水輪機驅動發電機發電的方式。點頭鴨液壓式裝置簡圖。波浪運動產生的流體動壓力和靜壓力使靠近鴨嘴的浮動前體升沉並繞相對固定的回轉軸往復旋轉，驅動油壓泵工作，將波浪能轉換為油的壓能，經油壓系統輸送，再驅動油壓發電機組發電。點頭鴨裝置有較高的波浪能轉換效率，但結構復雜，海上工作安全性差，未獲實用。圖6是收縮斜坡聚焦波道式裝置簡圖。波浪進入寬度逐漸變窄、底部逐漸抬高的收縮波道後，波高增大，海水翻過導波壁進入海水庫，波浪能轉換為海水位能，然後用低水頭水輪發電機組發電。聚焦波道裝置已在挪威奧依加登島250 kW波浪能發電站成功的應用。這種裝置有海水庫儲能，可實現較穩定和便於調控的電能輸出， 是迄今最成功的波浪能發電裝置之一。但對地形條件依賴性強， 應用受到局限。

5. 波浪發電發電裝置

波浪發電裝置的類形目前研究開發相對成熟的有三種類型：振盪水拄型、機械型與水流型。

振盪水拄型波浪發電裝置利用固定容積、與海水相通的容器，波浪促使水面位置變化，引起容器內空氣容積變化，壓縮空氣驅動葉輪，進而帶動發電裝置發電。代表裝置有中科院廣州能源研究所建設的100KW波浪發電站（固定岸式）、日本海明發電船（浮式）與航標燈式波力裝置。

機械型波浪發電裝置通過波浪運動推動鴨體、筏體、浮子等活動部分，活動部分壓縮中間介質（如油、水），通過中間介質推動轉換發電裝置，實現發電。這類裝置具有利用波浪直接驅動發電的特點。

水流型波浪發電裝置利用收縮水道引導波浪進入高位水庫，形成水位差（水頭），通過水頭直接驅動水輪發電機組發電，實現波浪能轉換為電能。

各類波浪發電裝置各有其優缺點。共同的問題是波浪能轉換為電能過程中涉及多個中間環節，導致效率較低，電力輸出波動性大，這成為制約波浪發電大規模開發的主要原因之一。當前波浪能開發面臨的挑戰在於如何集中、經濟、高效地吸收分散、低密度、不穩定的波浪能，轉化為有用電能。同時，裝置及其構築物需具備抵抗災害性海洋氣候破壞的能力，確保安全運行。

波浪發電的原理主要是將波力轉換為壓縮空氣來驅動空氣透平發電機發電。當波浪上升時將空氣室中的空氣頂上去，被壓空氣穿過正壓水閥室進入正壓氣缸並驅動發電機軸伸端上的空氣透平使發電機發電，當波浪落下時，空氣室內形成負壓，使大氣中的空氣被吸入氣缸並驅動發電機另一軸伸端上的空氣透平使發電機發電，其旋轉方向不變。