|
9 y1 i- u8 j1 H1 U
在节能减排,全球脱碳的大形式下,获取清洁能源的重要性日益凸显。海洋蕴含着巨大的能量,如波浪,潮汐,洋流,近海风,海洋热能,盐差能等。目前对于近海风能的利用已经火遍全球,各种近海风力发电装置安装的如火如荼,海上风机发电技术已经进入大批量商业化应用阶段。
2 {4 n; P6 d) z, h8 A- r# Y1 T) D' y 除了近海风能具备商业化应用条件外,波浪能,潮汐能也具备不错的商业化前景。海洋温差能,盐差能虽然也有不少研究,但是由于技术原因,目前成本高居不下,商业化应用并不成熟。本篇主要介绍波浪能。(文章末有世界范围内波浪能应用案例的部分案例和介绍)
/ {. b. Q) F2 p5 S2 N. j: ?/ b
- ~5 C9 N: F2 h4 n 波浪产生 波浪是由吹过海面的风形成的。产生的波浪的大小取决于风速,风持续时间以及吹过的水面距离。波浪具有提供完全可持续的能源的潜力,可以通过波浪能转换器将其捕获并转化为电能。) G: ]' G1 @# ]+ k/ A6 @& M9 ?- l8 Y4 |( V
- M/ G9 q6 S0 D3 d + o! B" ]/ z1 v' L9 c. r
" d3 e3 ]. p/ G9 E" B
波浪能转换器
% I! t3 M* K. R# s H. O" l 目前主流的波浪能转换装置主要有以下几种类型。(实现形式五花八门,列举的为常用的类型)
7 ^) I) e- E2 \ (一)消波器类型 消波器是一种浮动设备,其平行于波的方向运行并有效地乘波。当波通过它们时,这些设备从两个臂的相对运动中捕获能量。. F+ [* \+ l( h/ k2 L: R$ M
+ P& M4 L% x7 n/ Z 1 Q# e6 u1 ?; T
6 `+ l# E- j! N6 e
(二)点吸收器类型 点吸收器是一种浮动结构,通过其在水面附近或附近的运动吸收所有方向的能量。它将浮力顶部相对于底座的运动转换为电能。2 N1 N$ Q, Z& k3 n. L. J
$ N9 D% P" O$ z$ J! O- o9 x' r
3 i2 j! _5 N, k
/ E$ ]6 W; R+ b7 k# h+ k8 h. ~
(三)振荡浪涌转换器类型 振荡浪涌转换器从浪涌和其它水运动中提取能量。通过摇臂摆动获取能量。2 l( |- |9 w' h; y- [
. d1 l" [9 c. J8 u0 X / t) A% R c- ~- q1 T- t3 K
; r; d1 q. |8 Q1 L, Z (四)振荡水柱涡轮机类型 振荡水柱是部分淹没的中空结构。它在水位线以下向大海敞开,将一部分空气包围在水的顶部。波浪导致水柱上升和下降,进而压缩和减压空气柱。捕获的空气通过涡轮机时带动涡轮转动。涡轮机的旋转可用于发电。8 t9 A3 I6 ?# S! P8 }4 J7 F3 K
- [& t% `2 r7 N, t- v) L1 F
, E: t. Q6 d: t5 C
1 B6 }$ J" {1 w0 j (五)水流发电器类型 当海浪冲入蓄水池时,顶置装置会捕获水。然后,水靠重力返回海洋时,水流带动涡轮机旋转,涡轮机转动时可用于发电。/ K0 V; x: M9 g" N# \/ f" T
1 v% Q, D# H( N% {0 k8 D# H: F
% B: v/ E$ j7 v- s1 ^$ M % v) \* t9 ~4 g$ A
(六)潜水压差转换器类型 潜水压差装置通常位于海岸附近,并固定到海床。波浪的运动设备上方上升和下降,从而在设备中引起压差。交替变换的压力可以用于发电。2 X9 x& Z3 U. g, N. {" b
! H8 d( J- b- _& }! a
' Q# f6 B' z, ?7 U
D. D. y& {7 R# a3 W (七)膨胀转换器类型 膨胀波浪技术由一个装满水的橡胶管组成,该橡胶管系泊至海床后随波浪运动。水通过橡皮管尾部进入,波通过会引起管子长度的压力变化,形成“凸起”。当凸起穿过管子时,它会增长,聚集能量,该能量可用于驱动位于船首的标准低水头涡轮机进行能量转换,然后水会重新返回海中。: j1 K7 G) o* C# q1 w
8 A0 v( O- G+ Z# y$ Z: z
1 u5 ?2 `+ J5 |% T
. D# K4 D/ o0 y& I5 g (八)旋转转换器类型 旋转转换器通过设备在波浪中起伏和摇摆的运动来捕获能量。这种运动驱动偏心重物或陀螺仪运动来带动机芯运动进行能量转换。+ j: @* x" L1 p" m+ g. [8 g6 d
) E2 n; t( Q, j! l3 E & K7 \. w8 z3 q( G
; [3 }' O( p, h
除了以上类型的转换器外,还有不少其它类型,但是原理基本都大同小异。目前世界范围内对于波浪能的应用已经有多个案例。这些案例的信息可以通过下方的连接获取,如安装位置,装机功率,供应商等等。一些案例还有供应商的一些网站和详细介绍。有兴趣的朋友可以进行进一步了解。 网站地址:https://www.ocean-energy-systems.org/ocean-energy/gis-map-tool/# g! Y6 U% c6 I4 o7 X
5 R! Z2 N) G0 E$ x r0 G 后续会介绍一下潮汐能的应用以及两种能源的建模方法,感兴趣的朋友欢迎持续关注!
; j# A, j( C: T" Q8 d 1 c. q; c' T: K, Z3 }* T
' b5 d& F# d w- w& J1 l
6 ?$ h! f$ ]$ G1 M0 Y ^! H+ [5 O 嗨 船人 G9 Z3 L6 x" e" I, ~1 z
31 次咨询
- \7 z) `! ?: U" R 5.0
" O$ N* G2 |4 ?/ Y7 l , m) {% h. F s8 d
994 次赞同
' U" u' ~3 I! P, Y: N# J
0 U6 ?3 l- S2 y: f+ i 去咨询 + f- ~8 M; n; Z8 N9 r: s
, e4 A6 U1 ^* L6 D+ o: G
- g3 w$ B7 W$ @ Z# T
6 u8 D9 r2 U1 V& ?, E: v3 t3 j5 ]; G9 d( Y# [
9 R0 E8 q( i% Y; D; Q6 x
; O5 g7 \ s. y3 v5 l |