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發(fā)表于 2010-6-22 10:56:58
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【共同學(xué)習(xí)】——波浪能的應(yīng)用:: x$ ]6 t3 w& N7 R0 G
1,、 波浪能概述:2 b8 }9 ~- w, |# T* I0 A Q- r
海洋能與潮汐能、海洋溫差能,、鹽梯度能,、洋流能等能源一樣,是海洋能源中最豐富,、最普遍,、較難利用的資源之一。! ]4 W) P# M/ b, W
波浪能又是海洋能中所占比重較大的海洋能源,。
- {3 N7 p% |, J. u; s" X$ u海水的波浪運動產(chǎn)生十分巨大的能量,。% ~; [; P- Z( f, e1 R
據(jù)估算,世界海洋中的波浪能達700億千瓦,,占全部海洋能量的94%,,是各種海洋能中的“首戶”。" b4 l) b u; F+ S8 d' g
波浪是海水的運動形式之一,,它的產(chǎn)生是外力(如風(fēng),、大氣壓力的變化、天體的引潮力等等),、重力與海水表面張力共同作用的結(jié)果,。
3 F4 r5 |# ~- F/ c* ~+ O; s% G+ L波浪形成時,水質(zhì)點作震蕩和位移運動,,水質(zhì)點的位置變化產(chǎn)生位能,。波浪能的大小與波高與周期有關(guān),波浪的波高和周期與該波浪形成地點的地理位置,、常年風(fēng)向,、風(fēng)力,、潮汐時間、海水深度,、海床形狀,、海床坡度等因素有關(guān)。3 A5 ` K" f6 k2 u7 Y; ]
椐有關(guān)資料估算,。全世界沿海岸線連續(xù)耗散的波浪能功率達27×105 MW,,技術(shù)上可利用的波浪能潛力為10×105 MW,我國陸地海岸線長達一萬八千多公里,、大小島嶼6960多個,。6 A. a) |4 w4 H' V0 J
根據(jù)海洋觀測資料統(tǒng)計,沿海海域年平均波高在2.0M左右,,波浪周期平均6s左右,。臺灣及福建、浙江,、廣東等沿海沿岸波浪能的密度可達5~8kW/m,。波浪能資源十分豐富,總量約有5億千瓦,,可開發(fā)利用的約1億千瓦,。& b, b6 f' r- J, U% P3 G5 g# c W" x3 W
我國近海受季風(fēng)控制,冬季浪大,,夏季浪小,,特別是冬季在強烈的偏北風(fēng)吹拂下,從黃海到南海形成一條東北—西南走向的大浪帶,,平均波高在2米以上,,且周期在4-8s之間,有利于波浪能發(fā)電,,具有廣闊的開發(fā)利用前景,。波浪能是最清潔的可再生資源,它的開發(fā)利用,,將大大緩解由于礦物能源逐漸枯竭的危機,,改善由于燃燒礦物能源對環(huán)境造成的破壞。: K. e7 Q; r9 S) J4 F2 W
2,、 波浪能開發(fā)利用的特點,、現(xiàn)狀及前景:/ d% `/ b( L f2 m0 c k) p2 X
2.1 特點:
/ I$ a6 G o: r8 m) p7 {- f+ _波浪能是一種密度低、不穩(wěn)定,、無污染,、可再生、儲量大,、分布廣,、利用難的能源,。由于波浪能的利用地點局限在海岸附近,還容易受到海洋災(zāi)害性氣候的侵襲,。開發(fā)成本高,規(guī)模小,,社會效益好但是經(jīng)濟效益差,,投資回收期長,一個多世紀以來,,束縛了波浪能的大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)利用和發(fā)展,。
* t5 C6 Y/ i; X2 V" [7 m, R( d2.2 現(xiàn)狀及前景:2 j" W8 ?2 e; H( R. n$ Y! G8 g
雖然波浪能開發(fā)的技術(shù)復(fù)雜、成本高,、投資回收期長,。9 c1 e0 z* e/ l$ q! y) N% d
但是近200年來,挪威,、日本,、英國、美國,、法國,、西班牙和中國等國家已建成多個數(shù)十瓦至數(shù)百千瓦的試驗波浪發(fā)電裝置。0 N% N1 I! b" F4 r
主要的形式有【活動點頭鴨】,、【波面筏】,、【海蚌型】;【浮體式振蕩水拄型】,;【固定式(岸式)振蕩水拄型】,;【水流型】;【壓力柔性袋型】等裝置,。
) O3 N/ e' S9 x; Z英國已建成750kw規(guī)模的商業(yè)波浪發(fā)電站并網(wǎng)發(fā)電,。' J3 m! ^! [7 y# C
我國在廣東汕尾建設(shè)的100kw振蕩水拄式波浪發(fā)電站也已經(jīng)通過驗收,存在的問題也逐步得到改進,。
?! E9 S6 `+ X* y隨著世界礦物能源的逐步減少,,人們必須尋找新的能源,海洋能源無疑是首選的新能源之一,;隨著礦物能源對環(huán)境的破壞日益嚴重,,人們也在尋找新的替代能源,可再生,、清潔的海洋能源,,也是最理想的替代能源之一。3 l! i5 G) [$ ?1 M: R/ C
近年來,,世界各國都制定了開發(fā)海洋能源的規(guī)劃,。我國也制定了波浪發(fā)電以福建,、廣東、海南和山東沿岸為主的發(fā)展目標(biāo),。著重研制建設(shè)100kw以上的岸式波力發(fā)電站,。因此波浪發(fā)電的前景是十分廣闊的。$ U' Z0 R+ W& f
3,、 幾種波浪發(fā)電裝置:
$ C: p M( _3 N現(xiàn)有波浪發(fā)電裝置的狀況:目前已經(jīng)研究開發(fā)比較成熟的波浪發(fā)電裝置基本上有三種類形,。6 j: \2 t8 s M# I& a1 D
3.1 【是振蕩水拄型】用一個容積固定的、與海水相通的容器裝置,,通過波浪產(chǎn)生的水面位置變化引起容器內(nèi)的空氣容積發(fā)生變化,,壓縮容器內(nèi)的空氣(中間介質(zhì)),用壓縮空氣驅(qū)動葉輪,,帶動發(fā)電裝置發(fā)電,;( B0 L/ F5 V' `% O" y
中科院廣州能源研究所在廣東訕尾建成的100KW波浪發(fā)電站(固定岸式),日本海明發(fā)電船(浮式)以及航標(biāo)燈式波力裝置都是屬于這種類型,。
+ r1 a- L, q5 ~" A. k7 W2.2 【是機械型】利用波浪的運動推動裝置的活動部分——鴨體,、筏體、浮子等,,活動部分壓縮(驅(qū)動)油,、水等中間介質(zhì),通過中間介質(zhì)推動轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置發(fā)電,。+ H& r; T0 I: p7 K2 R" i
2.3 【是水流型】利用收縮水道將波浪引入高位水庫形成水位差(水頭),,利用水頭直接驅(qū)動水輪發(fā)電機組發(fā)電。
a+ @0 U, o* u; c$ r* I" H6 X; \% s& D2.4 比較:這三種類型各有優(yōu)缺點,,但有一個共同的問題是波浪能轉(zhuǎn)換成電能的中間環(huán)節(jié)多,,效率低,電力輸出波動性大,,這也是影響波浪發(fā)電大規(guī)模開發(fā)利用的主要原因之一,。把分散的、低密度的,、不穩(wěn)定的波浪能吸收起來,,集中、經(jīng)濟,、高效地轉(zhuǎn)化為有用的電能,,裝置及其構(gòu)筑物能承受災(zāi)害性海洋氣候的破壞,實現(xiàn)安全運行,,是當(dāng)今波浪能開發(fā)的難題和方向,。 |
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