世界海洋波浪能发电技术研究进展
波浪能的研究现状与开发利用
波浪能的研究现状与开发运用随着世界经济的发展,人口的激增,社会的进步,人们对能源的需求日益增长。
占地球表面70%的广阔海洋,集中了97%的水量,蕴藏着大量的能源,即海洋能。
近20数年来,受化石燃料能源危机和环境变化压力的驱动,作为重要可再生能源之一的海洋能事业取得了很大发展,在相关高技术后援的支持下,海洋能应用技术日趋成熟,为人类在下个世纪充足运用海洋能展示了美好的前景。
海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源,重要为潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能。
更广义的海洋能源还涉及海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。
究其成因,潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化,其他基本上源于太阳辐射。
海洋能源按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。
其中,潮汐能、海流能和波浪能为机械能,海水温差能为热能,海水盐差能为化学能。
其中波浪由于开发过程中对环境影响最小且以机械能的形式存在,是品位最高的海洋能。
据估算,全世界波浪能的理论值约为109Kw量级。
是现在世界发电量的数百倍,有着广阔的商用前景,因而也是各国海洋研究的重点。
自20世纪70年代世界石油危机以来,各国不断投入大量资金人力开展波浪能开发运用的研究,并取得较大的成果。
日,英,美,澳的国家都研制出应用波浪发电的装置,并应用于波浪发电中。
我国对波浪能的研究,运用起步较晚,目前我国东南沿海福建。
广东等地区已在实验一些波浪发电装置波浪能简介:波浪能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。
波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的,它实质上是吸取了风能而形成的。
能量传递速率和风速有关,也和风与水互相作用的距离有关。
波浪可以用波高、波长和波周期等特性来描述目前波浪能的重要的重要运用方式是波浪能发电,此外,波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。
海洋波浪能利用技术研究
海洋波浪能利用技术研究第一章:引言海洋波浪能源是一种可持续利用的清洁能源。
利用它可以降低对传统化石能源的依赖度,减少排放的二氧化碳和其他有害气体,对保护环境和解决能源需求问题具有重要的意义。
因此,研究海洋波浪能利用技术是当前能源领域中的热点和难点问题之一。
第二章:海洋波浪能的利用技术目前,主要的海洋波浪能利用技术包括以下几种:1.浮体式波浪发电技术浮体式波浪发电技术是利用波浪对浮体产生上下运动,通过连接的液压活塞带动发电机发电。
该技术利用的是波浪产生的动能,可以实现对海浪能量的高效利用。
2.海底波浪发电技术海底波浪发电技术是通过在海底铺设装置,利用电机、发电机或者液压液气机等设备将波浪能转换成电能。
这种技术可以充分利用波浪的能量,但是需要考虑海洋环境对设备的影响和维护成本等问题。
3.压力差波浪发电技术压力差波浪发电技术利用的是波浪在液面上和下的压力差,通过波浪发电器将其转换成电能。
该技术具有结构简单、维护方便等优点,但是其发电效率较低。
第三章:海洋波浪能利用技术的应用现状目前,海洋波浪能利用技术已经在一些国家和地区得到了广泛应用。
例如,英国在北海上建造了世界上第一个商业化的海上波浪发电厂,每年可以向1,500户家庭供电5吉瓦时的电力。
此外,欧盟、美国、日本和澳大利亚等国家也在积极开展海洋波浪能利用技术的研究和应用。
第四章:存在的问题和挑战虽然海洋波浪能利用技术的应用前景广阔,但是也存在一些问题和挑战。
主要包括以下几方面:1.技术成本高目前,海洋波浪能利用技术的成本较高,且需要大量投入进行研发和部署,需要引入更多的资源和技术支持。
2.设备维护难度大海洋环境极具挑战性,波浪、风浪等因素可能导致设备受损或失效,从而影响波浪能的转换效率。
因此,需要更加严格的维护和管理措施。
3.对环境的影响利用海洋波浪能的过程中也会对海洋环境造成一定的影响,如建设强度、涉及生态环境的变化等。
需要加强环境评估和监管。
第五章:展望和建议海洋波浪能利用技术是一种可持续的清洁能源,其应用前景广阔。
海洋波浪能发电技术的研究进展
海洋波浪能发电技术的研究进展一、现状分析随着全球对可再生能源的需求不断增长,海洋波浪能作为一种清洁、可持续的能源形式备受关注。
海洋波浪能发电技术以其独特的优势,成为新能源开发领域的热点研究方向之一。
目前,海洋波浪能发电技术已经取得了一些进展,但仍然面临诸多挑战。
海洋波浪能发电技术的发展受到技术水平限制。
目前主流的海洋波浪能发电技术包括波浪能压电发电技术、波浪能液压发电技术、波浪能空气力发电技术等。
这些技术在海洋环境中受到海水腐蚀、机械损耗等多种因素的影响,技术稳定性有待提高。
海洋波浪能资源分布不均匀也制约了技术的应用。
全球各地的海洋波浪资源分布不均,有些地区波浪资源非常丰富,而有些地区则相对匮乏。
这导致了一些技术在实际应用中难以推广。
二、存在问题1. 技术水平不断提升,但仍存在腐蚀、损耗等问题。
2. 海洋波浪资源分布不均匀,导致一些技术无法大规模应用。
3. 技术成本较高,制约了海洋波浪能发电技术的商业化进程。
4. 波浪发电设备对海洋环境的适应性有待提高。
5. 波浪能发电技术的可持续性和稳定性需要进一步研究。
三、对策建议1. 加强技术研发,提升海洋波浪能发电技术的稳定性和耐久性。
通过材料的优化、结构的设计等手段,降低技术的腐蚀、损耗等问题,提高技术的可靠性。
2. 开展波浪资源调研,深入了解各地海洋波浪资源分布情况,合理规划技术应用区域,促进技术的推广和应用。
3. 降低技术成本,推动海洋波浪能发电技术的商业化进程。
通过技术优化、产业链整合等手段,降低技术研发和生产成本,提高技术的竞争力。
4. 强化环境监测和保护,提高波浪发电设备对海洋环境的适应性。
加强设备的环境适应性设计,减少对海洋生态环境的影响,确保技术的可持续发展。
5. 推动跨学科合作,促进波浪能发电技术的综合研究。
加强能源、材料、环境等领域的交叉合作,推动技术的创新和发展。
结语海洋波浪能发电技术作为新能源领域的重要方向,将在未来发挥重要作用。
波浪动力发电技术的研究与应用
波浪动力发电技术的研究与应用波浪动力是一种新型的可再生能源,可以通过波浪动力发电技术进行转换。
波浪动力发电技术是一种利用波浪动力产生电能的技术,它的工作原理是通过振动波浪发电机,将波浪动力转换为电力。
波浪动力发电技术在可再生能源领域中具有良好的发展前景,本文将从以下几个方面介绍波浪动力发电技术的研究与应用。
一、波浪动力发电技术的研究进展波浪动力发电技术在全球范围内已经得到广泛应用,不断取得了一系列的研究进展。
其中,振动波浪式发电机是一种常见的波浪动力发电技术,它是利用海浪运动振荡发电机,通过转动转子产生电能。
振动波浪式发电机具有体积小,结构简单,维护方便等优点。
此外,震荡水柱式发电机也是波浪动力发电技术的一种重要形式,它通过水柱振动产生电能。
独立式波浪能发电机是另一种发电方式,它可以利用海面风浪、洋流等波动形式收集能量,并将其转化为电能。
二、波浪动力发电技术的应用现状波浪动力发电技术在欧洲、美洲、亚洲等地已经得到广泛应用。
其中,欧洲地区是波浪能发电技术发展最为成熟的地区,目前主要应用于北海和爱尔兰海,其发电量已经达到了数百万千瓦时。
亚洲地区的波浪动力发电技术主要集中在日本、韩国等海域,目前通过波浪能发电的占比不高,但是在各国政策倡导下,未来的发展前景广阔。
三、波浪动力发电技术面临的挑战虽然波浪动力发电技术在可再生能源领域具有较好的前景,但是它面临着一系列的挑战。
其中,最大的问题是海洋环境下设备的耐腐蚀性和可靠性。
在海洋环境下,设备需要能够抵抗恶劣的海洋环境,具有很高的耐腐蚀能力和稳定性。
其次,波浪动力发电技术的成本也是制约其发展的一个因素。
目前波浪动力发电技术的成本较高,需要大量的投资和维护费用。
虽然政府制定了多种补贴政策,但是仍需要不断降低其成本,以促进其应用发展。
四、未来波浪动力发电技术的发展趋势未来,波浪动力发电技术将更加智能化、高效化和智能化。
随着技术的不断成熟,波浪动力发电技术的成本将不断降低,同时其产量也将不断提高。
波浪能发电技术研究现状与发展趋势
过 较 小 的 装 置 提 供 可 观 的廉 价 能 源 波 浪能 主要用 于发 电 . 可 为海 上孤 岛 、 沿 海 经 济 开 发 区 及 其 它 设 施 等 提 供 优 质 电 能 此外 . 波 浪 能 还 可 以用 于 供 热 、
的 海 水 有 规 则 的周 期 性 运 动 . 具有一 定的 动能 和势能 . 动 能
是指波 动的水质点 以一定速 度运动具有 的能量 , 势能 是指水
质 点运动与海 平面发生位 移所具有 的能量 。 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。 海 洋
2 . 2 波 浪 能发 电技 术 的 分 类
随 着 经 济 的迅 速 发 展 . 能 源需求不 断地 增加 , 传 统 能 源 日益 短 缺 . 大 量 的 化 石 原 料 的 使 用 又 引 发 出 了严 重 的 生 态 环
波 浪 能 发 电 是 通 过 波 浪 能 装 置 将 波 浪 能 转 换 为 往 复 机 械能。 再 通 过 动 力 摄 取 系 统 转 换 成 所 需 的 动 力 或 电 能 。 现 有 的波浪利用技 术有很 多种型式 . 按 结 构 形 式 可 分 为 振 荡 水 柱 式、 摆式、 越 浪式 、 筏式 、 鸭式 、 点 吸收式 等几 种形 式 , 介 绍 如
工 作原理较 为简单 . 即利用海 洋波浪 的运动推 动机械 摆发生
转动或摆 动 , 将 波 浪 能 转 化 为 机 械 能 。与 机 械 摆 相 连 的通 常 是液压装 置 . 它 将 机 械 摆 的 机 械 能 转 化 成 液 压 泵 的 机 械 能 与 液压能 . 再 驱 动 发 电机 发 电 摆 式 波 浪 能 转 换 装 置 具 有 频 率 响应 范 围宽 、 结构 简单 易 制造 、 可靠 性 好 、 建 造 费 用 相 对 较 低、 常海 况条 件转换 效率 高等许 多优 点 ; 不 足 是 机 械 部 分 与 海 水接触极 易损坏 、 不易维 修 、 转 换效率 较高但 不稳定 、 可 靠
海洋波浪能发电研究进展
Pr g e so s a c n Oc a a eEn r y Po r Ge e a i n o r s fRe e r h o e n W v e g we n r to
a v n a e a d d s d a tg s o t e man wa e e e g d a tg s n ia v n a e f h i v n r y g n r t r e s mma ie .I d i o ,t e k y p o l ms a e e e ao a u s r r d n a dt n h e rbe r z i h g l h e ,a d te te d i rd c e r t e d v l p n f ih i td n h r n s p e it d f h e e o me t o g o
世界各海洋大国十分重视波浪能方面的研究 , 英 国、 瑞典 、 葡萄牙 、 美国、 日本等国处于领先地位 。 英 国波浪 能研 究 部 门包 括爱 丁 堡大 学 、 安普 顿 大 南 学等 ,欧洲海洋 中心便坐落于苏格兰奥克尼群岛。 瑞典乌谱萨尔大学在波浪能研究领域较为著名。葡 萄牙 主 要 研 究 机构 包 括 高级 技 术 研 究 所 和 国 家 能 源技术研究所 。美 国俄勒 冈大学和O T P 公司在波能
HAN ig fn , HU i- u , ONG - h n YAO F i Bn -eg C Jn k i XI Ye s e g e ( .e a oa r fr co aoT c nl n yt f ns y f d ct n D l nU i rt f eh o g, ai 10 3 1 yL b r oy o r/ n eh o g adSs m o ir ua o, a a nv s yo cn l D a 16 2 , K t Mi N o y e Mi t o E i i ei T o y l n Lann, hn;.e a oa r r co a oTc nlg n yt o i nn rv c, a a 10 3 Lann, hn ) i ig C ia K yLb rt f r/ n eh oo adS s m f a i Poi e D i 16 2 , ioig C ia o 2 o o Mi N y y e Lo g n l n
海洋波浪能发电技术的性能评估与优化研究
海洋波浪能发电技术的性能评估与优化研究海洋波浪能发电技术是一种利用海洋波浪运动产生的能量来发电的可再生能源技术。
随着人类对清洁能源的需求不断增加,海洋波浪能作为一种潜在的新兴能源形式备受关注。
然而,海洋波浪能发电技术的性能评估与优化仍然是一个亟待解决的问题。
在过去的几十年里,研究人员们对海洋波浪能发电技术进行了大量的实验和计算,以评估其性能和优化其效率。
然而,由于海洋波浪能发电技术的复杂性和多变性,这一过程并不容易。
为了更好地理解海洋波浪能发电技术的性能,并找到优化方法,本文将对当前研究现状进行综述,并提出一些新的观点和方法。
首先,本文将介绍海洋波浪能发电技术的基本原理和工作原理,包括海洋波浪的形成机制、波浪能转换装置的类型、工作原理以及影响发电效率的因素等。
其次,将对目前已有的海洋波浪能发电技术进行性能评估,包括能量转换效率、发电容量和经济性等方面的评估。
通过对已有技术的评估,可以更好地了解其优势和不足之处。
然后,本文将探讨海洋波浪能发电技术的优化方法。
通过分析已有研究成果,可以发现一些可能的优化途径,比如改进波浪能转换装置的设计、优化发电系统的运行参数、提高系统的耐久性等。
同时,还可以利用数值模拟和实验验证等方法,对优化方案进行验证和改进。
最后,本文将探讨海洋波浪能发电技术的未来发展方向。
随着技术的不断进步和成本的不断降低,海洋波浪能发电技术有望成为一种更为可靠和经济的清洁能源形式。
然而,仍然需要研究人员们的不懈努力,以解决技术上的难题并推动技术的进步。
让我们总结一下本文的重点,我们可以发现,是一个复杂且具有挑战性的课题。
通过持续的研究和探索,相信海洋波浪能发电技术将会不断改进,并为人类提供更多清洁能源选择。
希望本文的研究能为相关领域的研究工作提供一些参考和启发,促进海洋波浪能发电技术的发展和应用。
波浪发电研究报告
波浪发电研究报告一、综述。
波浪发电是利用海洋波浪的运动能量来发电的技术,已经成为了可再生能源领域的热门方向之一。
近年来,随着科技的发展,许多国家都在积极的开发和使用这项技术。
本文将对波浪发电的概念、发展历程及目前的研究现状进行简要介绍。
二、波浪发电的概念。
波浪发电是指利用波浪的运动能量来生成电能。
波浪是海洋中重要的能源资源之一,具有非常广阔的发电潜力。
比如,全球海岸线大约有50%可直接开发的波浪能,预计可满足全世界2%的电力需求。
三、波浪发电的发展历程。
波浪发电技术的历史可以追溯到19世纪初期,当时英国发明家康格斯发明了第一台波浪发电机,但由于当时技术的限制,该发电机并未获得应有的商业成功。
20世纪80年代,波浪发电技术得到了进一步的发展,并开始得到广泛的关注和投入。
随着技术的不断发展,现代波浪发电技术的可靠性和效率已经得到了显著的提高。
四、波浪发电的研究现状。
目前,波浪发电已经成为了各国海洋能源产业的研究热点。
不同的波浪发电技术包括波浪能转化器、直接转换系统、张力腿主轴式波浪能转化器等,都已经得到实际应用和测试。
同时,许多国家也在加大对波浪发电技术的研究和开发力度。
例如,欧盟已经投资了数百万欧元用于在爱尔兰、葡萄牙和英国海岸线的实验场地部署波浪发电设备。
在中国,2018年,中国首个全装置性质的波浪发电站——福建海宁波浪发电站可以并网发电。
总之,波浪发电作为可再生能源的一种形式,其潜力巨大。
未来,随着技术的不断发展,波浪发电有望成为一个重要的能源供应来源。
海洋波浪动力发电系统运维管理技术创新与突破
海洋波浪动力发电系统运维管理技术创新与突破海洋是地球上最广阔的水域,在那里隐藏着丰富的能源资源,其中包括波浪能。
海洋波浪动力发电系统是利用海洋波浪运动转化为电力的装置,其开发和利用对于可再生能源领域具有重要意义。
然而,海洋波浪动力发电系统的运维管理存在许多挑战。
为了提高海洋波浪动力发电系统的效率和可靠性,需要进行技术创新与突破。
一、海洋波浪动力发电系统运维管理现状分析海洋波浪动力发电系统是一种复杂的装置,包括波浪发电机组、发电机、电力转换器、蓄电池等多个部件。
在海洋环境下,这些部件容易受到腐蚀、海水侵蚀、机械损坏等影响,使得系统的可靠性和稳定性受到挑战。
同时,海洋波浪动力发电系统的运维管理也存在一些问题,如难以实时监测设备状态、运维成本高、人员技术水平不够等。
二、海洋波浪动力发电系统运维管理技术创新方向为了解决海洋波浪动力发电系统运维管理存在的问题,需要进行技术创新。
首先,可以引入物联网技术,实现对海洋波浪动力发电系统各个部件的远程监测和控制,提高系统的运行效率和安全性。
其次,可以利用大数据分析技术,对海洋波浪动力发电系统的运行数据进行分析,提前预警可能出现的故障,降低系统的维护成本。
此外,还可以探索新材料的应用,提高海洋波浪动力发电系统的耐腐蚀性和抗海水侵蚀能力,延长系统的使用寿命。
三、海洋波浪动力发电系统运维管理技术创新实践案例在实际应用中,一些海洋波浪动力发电系统的运维管理技术创新已经取得一些成果。
比如,某海洋波浪动力发电系统利用物联网技术,实现了对设备状态的实时监测和故障诊断,提高了系统的运行效率和稳定性。
又如,某海洋波浪动力发电系统引入了大数据分析技术,成功提前发现了设备故障的迹象,及时进行维修,避免了系统的停机损失。
这些案例表明,技术创新对于海洋波浪动力发电系统的运维管理至关重要。
四、海洋波浪动力发电系统运维管理技术创新的挑战与前景展望尽管海洋波浪动力发电系统运维管理技术创新取得了一些进展,但仍面临许多挑战。
波浪能发电技术的研究与应用
波浪能发电技术的研究与应用随着人们对环境问题日益重视,各种可再生能源的研究与应用越来越受到关注。
其中波浪能发电技术在可再生能源领域中占据着重要的地位。
本文将着重探讨波浪能发电技术的研究现状、应用前景以及面临的挑战。
一、波浪能发电技术的研究现状波浪能发电技术是一种将波浪能转化为可用电力的技术。
发电设备通常安装在海洋中,通过浪涌和涨潮的能量来转换机械能为电能。
随着技术的进步,波浪能发电技术的研究成果得到了不断的提升和发展。
截至目前,波浪能发电技术主要有以下几种:1. 波浮式发电设备波浮式发电设备是一种外形类似于浮标的设备,其基本原理是通过浮标随波浪浮动来传递运动能,最终通过发电机将其转化为电能。
这种技术具有稳定性好、使用寿命长等优点,且适用范围广泛。
2. 波能吸收式发电设备波能吸收式发电设备是通过一系列的浮动器、液压缸和发电机组等组件,实现波浪能量的吸收和转化。
其优点是既能转化涌浪能量,也能转换横波浪能量,适用性强,但需解决部件的维护等问题。
3. 海底波浪发电设备海底波浪发电设备是将发电设备安装在海底,通过压缩波浪传递机械能,再将其转化为电能。
其优点是对海洋生态影响小,但需要解决海洋环境对设备的侵蚀、维护难度等问题。
二、波浪能发电技术的应用前景波浪能发电技术有着广泛的应用前景。
目前,波浪能发电技术已经在欧洲等多个国家得到应用。
法国的La Rance水库、加拿大的East Coast等地均有大规模的波浪能发电设施建设。
未来,波浪能发电技术将成为世界各国发展可再生能源的重要手段。
根据预测,到2030年,世界上可再生能源的总体供应将占到能源生产的22%左右。
波浪能发电技术作为其中的重要组成部分,将得到广泛应用。
三、波浪能发电技术面临的挑战尽管波浪能发电技术的发展前景广阔,但其中也存在一些挑战和难点:1. 技术难题波浪能发电技术因其研究难度大、技术复杂度高等原因,目前还存在一些技术难题。
例如,如何提高发电转化效率、如何降低发电成本等问题,都需要关注和研究。
海洋潮汐能发电技术的创新与发展研究
海洋潮汐能发电技术的创新与发展研究一、现状分析海洋潮汐能作为一种可再生能源,具有广阔的发展前景。
通过利用潮汐涨落产生的动能来发电,不仅可以减少对传统能源的依赖,降低对环境的破坏,还可以提升能源利用效率。
目前,全球各国对海洋潮汐能的开发利用皆有积极的探索与实践,但仍面临诸多挑战与问题。
1.1 海洋潮汐能发电技术现状目前,海洋潮汐能发电技术主要包括潮汐水轮机、潮汐能发电站等。
其中,潮汐水轮机是一种常见的发电设备,通过水流驱动水轮机发电。
潮汐能发电站则是将多台潮汐水轮机串联在一起,形成一个潮汐发电系统。
这些技术在一定程度上实现了海洋潮汐能的开发利用,但在实际应用中存在一些问题。
1.2 存在问题在海洋潮汐能发电技术的开发与应用过程中,存在着一些问题:潮汐能资源的不稳定性是当前技术发展的主要挑战之一。
潮汐水位变化不仅受到月相、季节等自然因素的影响,还受到地理位置、水文地质等地方性因素的影响,导致潮汐能资源的分布不均匀、利用效率低下。
海洋环境的恶劣条件也是制约海洋潮汐能发电技术发展的关键因素之一。
海洋潮汐能发电设备需要长期浸泡在海水中,受到海浪、海流等自然环境的影响,容易受损,维护成本高,运行稳定性不高。
再者,海洋潮汐能发电技术的成本仍然较高,投资回报周期长,限制了技术的推广和应用范围。
1.3 对策建议针对以上存在问题,为了促进海洋潮汐能发电技术的创新与发展,需要采取以下对策建议:应加强对潮汐资源的调查与研究,建立全面准确的资源数据库,深入分析潮汐能的变化规律,优化潮汐发电系统的设计与布局,提高资源利用效率。
应加强海洋环境监测与预警系统的建设,提高潮汐发电设备的适应性与抗风浪能力,减少受损风险,降低维护成本,延长设备使用寿命。
再者,应加大科研投入,不断提升潮汐发电技术的研发水平,降低生产成本,提高发电效率,加快技术进步与推广应用速度。
应加强制定与支持,建立健全潮汐能发电产业体系,鼓励企业加大投入,推动技术创新,促进潮汐能发电技术的商业化应用。
波浪能发电技术研究现状与发展趋势
(3)越浪式。 越浪式波浪能量转换装置在进行波浪能转 换时,通常有 2 个转换过程:首先将波浪能转化为可供涡轮 电机运行的机械能,实现能量的 1 次转换过程;然后通过涡 轮电机将机械能转化为电能进行输出,实现能量的 2 次转换 过程。 其优点是装置活动部件较少,整体稳定性较高,可靠性 好,波浪能量转换效率较高,维护费用较低,在大浪时系统电 力输出稳定;不足之处是小浪下的系统转换效率较低。
(1)振荡水柱式。 振荡水柱式波能装置是最普通的海洋 波浪能转换器。 其工作原理是利用 1 个与海水连通的容器装 置,通过波浪作用,驱动气室内水柱作往复运动,使得水面位 置发生变化,引起容器内的空气体积变化,通过压缩容器内 的空气产生作用力驱动叶轮工作,带动发电装置发电。 振荡 水柱波能装置的优点是相对脆弱的机械部分只与往复流动 的水流或空气流接触,不与海水接触,防腐性能好;通过气室 将低速波浪能量转换成高速运动的气流,传递方便,安全可 靠,故障少、维护方便。 其缺点是转换效率低,建造费用高。
前沿!波浪能技术调研及全球发展现状深度研究!
前沿!波浪能技术调研及全球发展现状深度研究!波浪能是海洋能中最主要的能源之一,是一种易于直接利用、取之不竭的可再生清洁能源。
海水由无数的质点组成,在外力作用下,海水质点在其平衡点位置附近作周期性运动,这就形成了波浪。
潮汐运动或者风的作用都会使海水质点相对海平面发生位移,使波浪具有势能,而海水质点的运动,又会使波浪具有动能。
故波浪能是海洋表面所具有的动能和势能的总和。
另外,波浪能的大小还与风速、风的持续时间、流速等因素有关。
波浪能发电分为能量采集和能量转换两部分。
采集系统的作用是捕获波浪能。
能量转换系统的作用是把获得的波浪能转换为某种形式的机械能或电能。
能量转换系统主要由空气叶轮、低水头水轮机、液压系统、机械系统、发电机等组成。
目前世界上已经研究开发了多种波浪能转换装置,用于波浪能的转换。
波浪能技术主要分为三种,即振荡水柱技术、振荡浮子(点吸收)技术、越浪技术。
振荡水柱技术是利用一个水下开口的气室吸收波能的技术。
波浪驱动气室内水柱往复运动,再通过水柱驱动气室内的空气,进而由空气驱动叶轮,得到旋转机械能,或进一步驱动发电装置,得到电能;振荡浮子技术包括鸭式、筏式、浮子式、摆式、蛙式等诸多技术。
振荡浮子技术是利用波浪的运动推动装置的活动部分-鸭体、筏体、浮子等产生往复运动,驱动机械系统或油、水等中间介质的液压系统,再推动发电装置发电;越浪技术是利用水道将波浪引入高位水库形成水位差,利用水位差直接驱动水轮发电机组发电。
Wave for EnergyWave for Energy是一家致力于波浪能和海上风能技术应用的公司,该公司成立于2010年,总部位于都灵。
该公司在机电一体化、海洋建筑和近海作业方面拥有强大的技术实力。
(一)技术简介从意大利都灵理工大学(Politecnico di Torino)衍生出来的Wave for Energy公司开发出了意大利首个利用海浪发电的1:1比例装置,该装置于2015年8月8日停泊在距离潘泰莱里亚岛(Pantelleria Island,位于意大利南部)海岸850米的地方。
海洋波浪能转换技术的进展
海洋波浪能转换技术的进展在我们这个广袤的蓝色星球上,海洋占据了地球表面的大部分区域,蕴含着丰富且尚未被充分开发的能源资源。
其中,波浪能作为一种潜力巨大的可再生能源,正逐渐引起全球范围内的关注和研究。
海洋波浪能转换技术,旨在将海洋中波浪的运动能量有效地转化为可利用的电能或其他形式的能源,为人类的能源需求提供新的解决方案。
过去的几十年里,科学家和工程师们在波浪能转换技术的研究和开发方面付出了不懈的努力,取得了显著的进展。
早期的波浪能转换装置相对简单,效率也较低。
然而,随着技术的不断进步,如今已经涌现出了多种更为复杂和高效的设计理念和技术方案。
从工作原理的角度来看,当前主流的海洋波浪能转换技术大致可以分为三类。
一类是基于机械运动的转换技术,这类装置通常通过浮体、摆臂等机械结构直接吸收波浪的能量,并将其转化为机械能,再通过发电机转化为电能。
比如,点头鸭式装置就是其中的典型代表。
它的外形就像一只在波浪中点头的鸭子,通过浮体的上下运动来驱动内部的机械部件运转。
另一类是基于液压原理的转换技术。
这类装置利用波浪的作用推动液压活塞,从而将波浪能转化为液压能,再通过液压马达和发电机将液压能转化为电能。
这种技术在能量传递和转换过程中具有较高的效率和稳定性。
还有一类是基于气动原理的转换技术。
它利用波浪对气室的压缩和扩张,使空气在气室内流动,驱动涡轮机旋转发电。
在技术发展的过程中,材料科学的进步也为海洋波浪能转换技术带来了新的机遇。
高强度、耐腐蚀的新型材料的出现,使得波浪能转换装置能够在恶劣的海洋环境中更加稳定和持久地运行。
例如,一些特殊的复合材料和不锈钢材料,能够有效地抵抗海水的侵蚀和波浪的冲击,延长装置的使用寿命。
同时,控制技术的不断优化也在提升波浪能转换的效率和稳定性方面发挥了重要作用。
先进的传感器和智能控制系统能够实时监测波浪的状态和装置的运行情况,根据实际情况调整装置的工作参数,以实现最佳的能量转换效果。
此外,多能互补的概念也被引入到了波浪能转换技术的应用中。
海洋波浪能发电技术的研究与应用
海洋波浪能发电技术的研究与应用一、现状分析海洋波浪能作为一种新兴的清洁能源形式,具有巨大的潜力和发展空间。
据统计,全球70%以上的地表面积被海洋覆盖,海洋波浪资源丰富,潜在的发电能力非常巨大。
然而,目前海洋波浪能发电技术仍处于起步阶段,在实际应用中面临诸多挑战和问题。
海洋波浪能发电技术尚未形成成熟的产业化规模。
相比于其他清洁能源形式,如风能、太阳能等,海洋波浪能的技术研发和产业化进程相对滞后。
目前全球尚未建成大规模的海洋波浪能发电项目,仅有少数几个试点项目在运行,因此缺乏经验和案例可供借鉴。
海洋波浪能发电技术还存在着技术难题和经济成本高的问题。
由于海洋环境恶劣、波浪形态不规则、设备受损风险大等因素,海洋波浪能发电技术的研发和运行难度较大。
目前海洋波浪能发电设备的制造成本和运维成本较高,无法与传统能源形式竞争,限制了其在市场中的推广和应用。
海洋波浪能发电技术还存在支持力度不足的问题。
与风能、太阳能等清洁能源形式相比,海洋波浪能发电技术在支持和补贴方面相对较少,导致企业缺乏动力进行技术创新和市场拓展。
缺乏支持也限制了海洋波浪能发电技术在实际应用中的推广和普及。
二、存在问题1.技术不成熟:海洋波浪能发电技术尚未形成成熟的产业化规模,缺乏可靠的技术方案和设备,导致实际应用中效率低下。
2.经济成本高:海洋波浪能发电设备制造成本和运维成本较高,无法与传统能源形式竞争,制约了其市场化进程。
3.支持不足:海洋波浪能发电技术缺乏支持和补贴,企业在技术研发和市场拓展方面缺乏动力和保障。
三、对策建议1.加大技术研发力度:和企业应该共同加大对海洋波浪能发电技术的研发投入,提升技术水平和成熟度。
建立专门的海洋波浪能研究机构,加强技术创新和设备开发。
2.降低成本提高效率:通过技术创新和设备升级,降低海洋波浪能发电设备的制造成本和运营成本,提高发电效率和经济性。
尽快实现海洋波浪能发电技术的商业化应用。
3.加强支持:应该完善相关法规,出台支持海洋波浪能发电技术发展的和补贴措施,为企业提供必要的支持和保障。
波浪发电研究报告
波浪发电研究报告波浪发电研究报告波浪发电是指利用水体海浪动能转化为电能的一种新型可再生能源技术。
相比于传统的化石燃料发电方式,波浪发电具有清洁、低碳、可再生等优势,是当今国际社会广泛关注和推广的一种绿色能源。
本文主要从波浪发电技术原理、设备特点以及前景等方面阐述波浪发电的研究现状。
波浪发电技术原理波浪发电是利用海洋水体自然波动动能转换为电能的一种技术,其原理主要是利用波浪动能驱动装置产生机械能,再将机械能转换为电能。
波浪发电具有很大的灵活性,能够实现全天候、全年不间断的电力供应。
波浪发电设备特点波浪发电装置是将水体动能转化为电能的关键装置,其主要特点如下:1. 工作稳定、可靠性高:波浪发电装置采用液压控制系统,可自适应调整成最佳工作状态,具有很高的稳定性和可靠性。
2. 能够适应恶劣海况:波浪发电装置采用高强度耐腐蚀材料制造,能够在恶劣海况下正常工作。
3. 具有良好的环境适应性:波浪发电装置不会产生废水、废气、废渣等有害物质,对环境无污染。
4. 面积小、占地少:波浪发电装置通常是以布放在海洋中的,因此不需要占用大面积的陆地资源,对于islands、沿海地区等资源短缺的地方具有很大的优势。
波浪发电前景波浪发电是一种发展前景广阔、可持续性强的绿色能源,具有以下优势:1. 可再生性强:波浪发电采用的是天然水体动能转化为电能,能够不间断地进行能量转化,具有可再生性。
2. 合理利用资源:由于太阳能辐射与地球自转、大气运动等的相互作用,形成了稳定的海洋波动能,利用这种动能转化为电能,可以最大程度上合理利用地球自然资源。
4. 经济效益好:波浪发电装置初投资大,但长期运营成本低、维护成本小,可创造稳定的经济效益。
海洋波浪动力发电系统运维管理技术创新与突破
海洋波浪动力发电系统运维管理技术创新与突破海洋波浪动力发电系统是一种利用海洋波浪能量转化为电能的新型能源技术。
随着全球对可再生能源的需求不断增加,海洋波浪动力发电系统的运维管理技术也在不断创新与突破。
一、海洋波浪动力发电系统的现状和发展趋势海洋波浪动力发电系统是一种具有巨大发展潜力的清洁能源技术。
目前,全球各国正在积极探索海洋波浪动力发电系统的开发利用,并在这一领域进行了大量的研究和实践。
海洋波浪动力发电系统的发展趋势主要表现在以下几个方面:1. 技术创新。
随着科技的不断进步,海洋波浪动力发电系统的技术也在不断创新。
传统的海洋波浪发电技术存在一些问题,如设备寿命短、能量转化效率低等。
因此,科研人员正在努力解决这些问题,推动海洋波浪动力发电技术向更加成熟和高效的方向发展。
2. 成本降低。
目前,海洋波浪动力发电系统的建设和运营成本较高,限制了其在市场上的应用。
为了降低海洋波浪动力发电系统的成本,科研人员正在积极探索新的材料和技术,在设备制造、安装和维护等方面寻找更加经济有效的解决方案。
3. 智能化运维管理。
随着智能技术的不断发展,智能化运维管理已经成为海洋波浪动力发电系统的发展趋势之一。
通过引入物联网、大数据、人工智能等技术,可以实现远程监测、故障预警、设备维护等智能化功能,提高海洋波浪动力发电系统的运行效率和可靠性。
二、海洋波浪动力发电系统运维管理技术的挑战与突破海洋波浪动力发电系统的运维管理是保障系统安全稳定运行的关键。
然而,由于海洋环境复杂多变、设备工作条件苛刻等因素,海洋波浪动力发电系统的运维管理存在一些挑战:1. 设备损耗和维护困难。
海洋波浪动力发电系统设备长期暴露在海洋环境中,会受到海水腐蚀、浪涌冲击等影响,容易出现损耗和故障。
而海上设备的维护和修复难度较大,需要耗费大量人力物力。
2. 运行稳定性和效率低。
海洋波浪动力发电系统受海浪、潮汐等因素影响较大,运行稳定性不高,效率也比较低。
如何提高海洋波浪动力发电系统的运行稳定性和能量转化效率,是当前亟待解决的问题。
海洋波浪能转换技术的创新研究
海洋波浪能转换技术的创新研究在全球能源需求不断增长、传统能源面临枯竭以及环境问题日益严峻的背景下,寻找和开发可持续的新能源成为了人类社会发展的当务之急。
海洋波浪能,作为一种丰富且尚未被充分利用的能源形式,正逐渐引起人们的关注。
海洋波浪能转换技术的创新研究,为解决能源问题带来了新的希望。
海洋波浪能的特点和潜力海洋波浪是由风与海水相互作用产生的,蕴含着巨大的能量。
据估计,全球海洋波浪能的理论储量高达数十亿千瓦,远远超过了目前全球的能源消耗总量。
与其他可再生能源相比,海洋波浪能具有一些独特的优势。
首先,海洋波浪能的能量密度相对较高。
这意味着在相同的面积内,海洋波浪能能够产生更多的能量。
其次,海洋波浪能的可预测性较强。
通过对海洋气象和地理条件的研究,可以对波浪能的产生和变化进行一定程度的预测,为能源的稳定供应提供保障。
此外,海洋波浪能的分布范围广泛,几乎在全球各大海洋区域都存在,为大规模开发利用提供了可能。
然而,海洋波浪能的开发也面临着一些挑战。
海洋环境复杂恶劣,设备需要承受巨大的压力、腐蚀和冲击。
同时,波浪能的能量转换效率相对较低,需要不断创新技术来提高。
传统海洋波浪能转换技术在海洋波浪能转换技术的发展历程中,已经出现了多种传统的转换方式。
其中,振荡水柱式(OWC)是一种常见的技术。
它利用一个空心的柱状结构,当波浪进入时,推动柱内的空气上下运动,从而驱动涡轮机发电。
这种技术相对简单,但能量转换效率有待提高。
点头鸭式(Point Absorber)则是通过浮体随着波浪上下运动来直接驱动发电装置。
它的结构较为紧凑,但在大规模应用中面临一些技术难题。
此外,还有筏式(Raft)、收缩波道式(Tapchan)等传统技术,它们在不同的应用场景中都有一定的局限性。
创新的海洋波浪能转换技术为了克服传统技术的不足,研究人员不断探索创新的海洋波浪能转换技术。
一种有潜力的创新技术是磁流体发电技术。
该技术利用波浪的运动产生磁场变化,从而诱导电流产生。
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图8世界上第一个商业规模的波浪发电站 的海蛇式发电机组
5.其他国家 世界上波力发电设备开发最早的国家是法国 (1990年),但是发展较慢,已远远落后于英、日、 挪威等大多国家。作为高能源消耗的发达国家,美 国近年来也将目光投向波浪能资源的开发利用,政 府和很多科研机构投入了大量资金用于波浪发电装 置的研发。美国的西海岸的西北部处于全球高海浪 能区域,而美国则于近日宣布将于2011年在加利福 尼亚的洪堡湾运行五个商业化的波浪发电装置,单 机发电可达1000kW。还有澳大利亚、荷兰、丹麦、 以色列、加拿大、印度尼西亚等国家对波浪发电进 行了一系列研究开发,但主要仍是停留在波浪发电 装置、原理等方面,商业实际应用较少。
我国东南沿海福建、广东等地区已在试验一些波浪 发电装置。
=,波浪发电技术的进展
波浪发电是波浪能利用的主要方式,波浪能利 用装置的种类繁多,关于波能转换装置的发明专利 超过千项。这些装置主要基于以下几种基本机理, 即利用物体在波浪作用下的振荡和摇摆运动:利用波 浪压力的变化;利用波浪的沿岸爬升将波浪能转换成 水的势能等。经过20世纪70年代对多种波能装置进 行的实验室研究和80年代进行的海况试验及应用示 范研究,波浪发电技术己逐步接近实用化水平,研 究的重点也集中于4种被认为是有商品化价值的装 置,包括振荡水柱式装置、摆式装置、振荡浮子式 波能转换装置和收缩波道式波能转换装置。
3.挪 威
挪威
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始于20世 纪70年代,虽然起步晚但是发展十分迅速。挪威 主要对波浪发电装置的理论设计做出了较大贡献, 提出了相位控制原理和喇叭口收缩波道式波能装置 等。挪威当时在波浪发电理论研究和实验方面投入 一亿克朗,并于1985年在Toftestallen岛建立了装机 容量分别为500kW和350kW的振荡水柱式和聚波 水库式波浪发电。而目前,挪威正与印度尼西亚合 作,在Java岛兴建一座收缩波道电站。
图1振荡水柱式波能装换装置示意 及汽轮叶片设计
图2位于澳大利亚肯不拉港的振荡水柱式波能转换 装置的原型机
2.摆式波能转换装置 摆式波能转换装置是利用装置的活动部件, 在波浪的推动下,将其从波浪中吸收的能量转换 成机械能或势能,这种波能转换装置最先是由日本 的度部富治教授提出,其方式是波浪在水室中形成 立波,在立波的驻点处,水质点作往复运动,表现 在宏观上,即水团的往复运动,将波浪能转换成摆 轴的动能,与摆轴相连的通常是液压装置,它将摆 轴的动能转换成液力泵的动能,再由液压马达带动 发电机发 电,如图 3所示。
图5日本“巨鲸(Mighty Whale)”波电设备 2.英国 英国具有全世界最好的波浪能资源,尤其在苏 格兰北部地区有着尤其多的波浪能资源,2001年英 国科学技术委员会在一份报告中就指出,仅仅在英 国的海域每年通过海浪发电装置可收集的海浪能资 源及达50T、7v11。f120世纪70年代开始,英国就制定 了能源多样化政策,鼓励发展包括海洋能在内的各 种可再生能源,并把波浪发电的研究放在新能源研 究的首位。而早在20世纪80年代初英国就已成为世
摘要:随着世界能源日趋紧张,波浪发电作为一种新能源的来源,受到世界各 国的重视。波能转换技术日趋成熟,日.英,挪威等国建造了若干座不同类型 的波浪发电站。介绍了世界主要国家的波力发电技术进展及主要波能装置并分
析了波浪能研究与利用的发展方向和可能遇到的问题。
Abstract:As a source of a new energy,wave power generation is paid much attention by more countries while the decrease of the amount of the energy day by day.Different kinds of wave power stations were established by Japan,British,Norwegian and other countries with the more mellow wave power conversion technology.The development and the main wave power devices are introduced in this paper,and trends of the research and utilization of wave power and probable problems are also discussed.
三.典型国家的波浪能开发
随着陆地矿物燃料日趋枯竭,环境污染日趋严 重,环保、可持续发展等观念使世界上一些主要的 海洋国家纷纷把目光转向海洋,其中对波浪发电的 研究日趋深入。由于在地球纬度为40。一60。的西 海岸区域主要盛行能量很大的西风,所以这一区域
70 I装 备 机 械
万方数据
的海洋波浪具有高能量,其峰值大约有100kW/m。 所以,位于这一区域的国家对海浪发电的研究一直 处于世界的前沿,如北美的美国和加拿大、欧洲的 大部分国家以及亚洲的日本等国。
4.葡萄牙 葡萄牙的海浪发电研究起步较晚,技术以引 进为主。但葡萄牙有着发展波浪发电得天独厚的 自然条件优势,政府和科研机构对海浪能资源也 越来越重视。2008年1月葡萄牙政府就在葡萄牙西
海岸的Sao Pedro de Moel(水深30~90m,总面积 约为320km2) (图7所示)建立大型海洋实验区, 进行远海海浪能开发,其装机容量达250MW。此 外,葡萄牙还于2008年引进英国的海蛇发电机组 (图8),在此海洋实验区建立了世界上第一个商业 规模的波浪发电站。
、引言
随着世界经济的发展、人13的激增、社会的 进步,人们对能源的需求日益增长。占地球表面 积70%的广阔海洋,集中了97%的水量,蕴藏着大 量的能源,其中包括波浪能、潮汐能、海流能、 温差能、盐差能等。其中,波浪能由于开发过程 中对环境影响最小且以机械能的形式存在,是品 位最高的海洋能。据估算,全世界波浪能的理论 值约为10,kW量级,是现在世界发电量的数百倍, 有着广阔的商用前景,因而也是各国海洋能研究 开发的重点。自20世纪70年代世界石油危机以来, 各国不断投入大量资金人力开展波浪能开发利用的 研究,并取得了较大的进展。日、英、美、澳等国 家都研制出应用波浪发电的装置,并应用于波浪发 电中。我国对波浪能的研究、利用起步较晚,目前
L簟-ktl簟j眦e,吲&。ve瞅a T,end
世界海洋波浪能 发电技术研究进展
交,李戒魁。2.廖文俊。2一.王宇鑫。2 寥文俊?男j I学硕士j毕业于同济大学材料学专业,现在上海电气中央研究皖从事新材料.耨技术.新 I艺的探索研究I作,主要领域为耨能源与节能技术, 1同济大学材料科学与I程学院(200092) 2上海市金属功能材料开发应用重点实验室(200092) 二上海电气集团股份有限公司口00336)
有一个比海平面高的高位水库和一个渐收的波道。 收缩波道其实就是两道钢筋混凝土做成的对数螺旋 正交曲面,从海里一直延伸到高位水库里,两道墙 在高位水库内相接。当海浪进入收缩波道时,由于 收缩波道的波聚作用,使波浪的波高增大,从而使 水越过钢筋混凝土墙进入高位水库,然后水库里的 水通过一个低水头的水轮发电机组用来发电。挪威 波能公司(NorwaveA.S)于1986年建造了一座装机 容量为350kW的收缩波道式波能电站。
图4瑞典乌普萨拉大学设计振荡浮子式波能转换装 置(右)以及由此装置设想的大规模海浪发电场(左)
5.其他波能转换装置 除了上述装置外,目前较为成功的波浪能装 置还有Salter“点头鸭”式波能转换装置、筏式与 液压系统的组合式、整流式波能转换装置等,但 其基本原理是相同的。从以上讨论可以看出,振荡 水柱式波能装置是在实际中较多采用的波能装置, 它的优点在于装置在结构上具有较好的可靠性,但 装置的转换效率较低,投资费用过高,因此,在一 些波能密度高的国家,如欧洲、El本、北美得到广 泛应用。但是,在一些波能密度较低的国家,如中 国,如何降低成本、提高效率是波浪装置走向市场 的关键,继续采用这种低效、高成本的装置就显得 不太理想。
1.日本 日本是个能源匮乏的岛国。但据测算,日本每 lm宽海岸的波浪,却蕴藏着9kW的能量。自20世 纪60年代以来,日本就投运12台波力发电设备, 除了用于验证试验外,还有4台作商业运营至今。 目前,这种电站在日本已建造1000多座。其中 1996年9月投运的固定式防波堤型130kW波电设备 是日本最大的波能转换设备,它的能量转换箱体长 20m、宽24m、高24m,共2个,带有8个空气室, 1个异步型空气透平发电机,与6kV电力系统并网。 最近,日本又投运另一种被称为“巨鲸(Mighty Whale)” (见图5)的新式波电设备,即可动式 浮体型,长50m、宽30m、高13m,像个大鲸鱼浮 在水面上,其容量120kW。已于1998年7月投入商 业运营。20世纪80年代,日本还在酒井港建造一座 200MW的波电站,经海底电缆送电。
计振荡浮子式波能转换装置以及由此装置设想的大
规模海浪发电场。
4.收缩波道式波能转换装置 收缩波道式波能转换装置是基于波聚理论的一
种波能转换装置。波聚理论最早由挪威特隆姆大学
的Falnes和Budal提出。收缩波道式波能转换装置具
万方数据
69 N。·2 2。1。
譬三簟-簟-t2丘_.nte,nal&。ve,sea 和1994年,分别在苏格兰
伊斯莱岛和奥斯普雷建成了75kW和20MW振荡水 柱式和岸基固定式波浪电站。而2000年11月,英 国在苏格兰Islay岛建成了具有500kW岸式波能装 置LIMPET(Land—Installed—Marine—Powered Energy Transformer)的波浪发电站,站址处波能功率密度 为25kW/m。而2004年的一台名为帕拉米斯的波浪 发电机已在英国西南地区投入使用,其发电功率为 750kW,供500户居民使用。由英国Checkmate海洋 能源公司设计的“巨蟒”波浪发动机(见图6), 宽度将达至l|7m,长200m,二十五分之一大小的原 型机已于最近完成测试,并将于2014年左右投入使 用,届时可满足1000个普通家庭用电需求。同时, 英国计划在西南部地区建造1座占地面积约1krn2、 由40台波浪发电机组成的波浪发电站,并通过一条 海底电缆 为2万户居 民提供电 力。