海洋可再生能源

海 浪 能 〔 波 浪 能 〕

风 和 海 面 之 间 的 互 动 ， 产 生 海 浪 。 海 浪 中 既 有 动 能 （ 海 水 前 移 运 动 ） 也 有 位 能 （ 部 分 海 水 水 位 升 高 ） 。 海 浪 能 最 密 集 的 地 方 在 南 北 半 球 的 纬 度 40 度 到 60 度 之 间 。 而 主 要 原 因 是 这 个 地 带 的 信 风 的 缘 故 。

理 论 上 深 海 海 浪 的 功 率 P 为 〔 瓦 / 米 〕 ：

P = pg2H2T/(32*pi) 瓦 / 米 浪 峰 宽
或 大 约 H2T 千 瓦 / 米 浪 峰 宽

海 浪 发 电 设 备 的 工 作 原 理

以 下 为 当 前 主 要 的 海 浪 发 电 技 术 。

(a) 振 荡 水 柱 式 波 浪 发 电 系 统 ， 通 过 波 浪 引 起 竖 井 或 沈 箱 中 的 水 柱 上 下 运 动 来 发 电 。 水 柱 的 上 下 振 荡 可 以 使 到 竖 井 中 水 面 上 的 空 气 来 回 进 出 ， 从 而 推 动 涡 轮 旋 转 而 发 电 。 这 类 系 统 也 称 气 动 系 统 。

上 图 ： 振 荡 水 柱 式 海 浪 能 发 电 设 备 工 作 原 理

(b) 收 窄 水 道 式 波 浪 发 电 系 统 （ TAPCHAN ） ， 包 含 一 个 不 断 变 窄 的 水 道 以 将 波 浪 聚 集 到 比 海 平 面 高 数 米 的 储 水 湖 中 。 波 浪 进 入 缩 减 水 道 後 越 是 接 近 储 水 湖 ， 波 浪 高 度 也 就 越 高 。 最 终 一 些 水 会 越 过 水 道 的 围 墙 而 进 入 储 水 湖 。 通 过 这 个 过 程 ， 波 浪 的 动 能 转 化 为 储 水 湖 中 的 水 位 能 。 最 後 储 水 湖 中 的 水 会 被 送 到 水 轮 机 进 行 发 电 。

上 图 ： 收 窄 水 道 式 波 浪 发 电 系 统

(c) 浮 式 波 浪 发 电 设 备 利 用 其 浮 水 部 分 的 谐 波 运 动 发 电 。 浮 水 部 分 的 起 伏 可 以 直 接 发 电 ， 也 可 以 驱 动 安 装 於 海 床 的 活 塞 或 者 软 管 泵 ， 以 推 动 涡 轮 机 从 而 发 电 。

上 图 ： Ocean Power Technologies 开 发 的 PowerBuoy 波 浪 发 电 装 置

(d) Pelamis 波 浪 发 电 装 置 是 一 种 部 分 浸 入 海 水 而 状 似 海 蛇 的 设 备 。 该 设 备 由 活 动 铰 连 接 在 一 起 的 钢 管 组 成 ， 每 一 个 活 动 铰 都 装 有 一 个 液 压 泵 。 波 浪 导 致 活 动 铰 的 运 动 ， 牵 引 水 力 锤 不 断 把 高 压 油 泵 向 液 压 马 达 ， 然 後 马 达 再 牵 引 发 电 机 进 行 发 电 。 该 装 置 由 缆 绳 系 泊 ， 系 泊 系 统 由 许 多 浮 物 和 重 物 组 成 ， 以 避 免 缆 绳 绷 紧 。


上 图 ： Pelamis 波 浪 发 电 装 置