海洋可再生能源

海 浪 能 ﹝ 波 浪 能 ﹞

風 和 海 面 之 間 的 互 動 ， 產 生 海 浪 。 海 浪 中 既 有 動 能 （ 海 水 前 移 運 動 ） 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 緯 度 40 度 到 60 度 之 間 。 而 主 要 原 因 是 這 個 地 帶 的 信 風 的 緣 故 。

理 論 上 深 海 海 浪 的 功 率 P 為 ﹝ 瓦 / 米 ﹞ ：

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

海 浪 發 電 設 備 的 工 作 原 理

以 下 為 當 前 主 要 的 海 浪 發 電 技 術 。

(a) 振 蕩 水 柱 式 波 浪 發 電 系 統 ， 通 過 波 浪 引 起 豎 井 或 沈 箱 中 的 水 柱 上 下 運 動 來 發 電 。 水 柱 的 上 下 振 蕩 可 以 使 到 豎 井 中 水 面 上 的 空 氣 來 回 進 出 ， 從 而 推 動 渦 輪 旋 轉 而 發 電 。 這 類 系 統 也 稱 氣 動 系 統 。

上 圖 ： 振 蕩 水 柱 式 海 浪 能 發 電 設 備 工 作 原 理

(b) 收 窄 水 道 式 波 浪 發 電 系 統 （ TAPCHAN ） ， 包 含 一 個 不 斷 變 窄 的 水 道 以 將 波 浪 聚 集 到 比 海 平 面 高 數 米 的 儲 水 湖 中 。 波 浪 進 入 縮 減 水 道 後 越 是 接 近 儲 水 湖 ， 波 浪 高 度 也 就 越 高 。 最 終 一 些 水 會 越 過 水 道 的 圍 牆 而 進 入 儲 水 湖 。 通 過 這 個 過 程 ， 波 浪 的 動 能 轉 化 為 儲 水 湖 中 的 水 位 能 。 最 後 儲 水 湖 中 的 水 會 被 送 到 水 輪 機 進 行 發 電 。

上 圖 ： 收 窄 水 道 式 波 浪 發 電 系 統

(c) 浮 式 波 浪 發 電 設 備 利 用 其 浮 水 部 分 的 諧 波 運 動 發 電 。 浮 水 部 分 的 起 伏 可 以 直 接 發 電 ， 也 可 以 驅 動 安 裝 於 海 床 的 活 塞 或 者 軟 管 泵 ， 以 推 動 渦 輪 機 從 而 發 電 。

上 圖 ： Ocean Power Technologies 開 發 的 PowerBuoy 波 浪 發 電 裝 置

(d) Pelamis 波 浪 發 電 裝 置 是 一 種 部 分 浸 入 海 水 而 狀 似 海 蛇 的 設 備 。 該 設 備 由 活 動 鉸 連 接 在 一 起 的 鋼 管 組 成 ， 每 一 個 活 動 鉸 都 裝 有 一 個 液 壓 泵 。 波 浪 導 致 活 動 鉸 的 運 動 ， 牽 引 水 力 錘 不 斷 把 高 壓 油 泵 向 液 壓 馬 達 ， 然 後 馬 達 再 牽 引 發 電 機 進 行 發 電 。 該 裝 置 由 纜 繩 繫 泊 ， 繫 泊 系 統 由 許 多 浮 物 和 重 物 組 成 ， 以 避 免 纜 繩 繃 緊 。


上 圖 ： Pelamis 波 浪 發 電 裝 置