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谈谈波浪能发电

作者:直营现金官网    发布时间:2020-11-04 11:29    

  波浪的能量是波高的平方、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。波浪具有巨大的能量,它不停地上下波动、不定方向地涌动,其水位高低不固定,能量大小变化不定。因此,人们把波浪能看成是一种无序的、分散的、间断的、低速的、不稳定的和不可控的低品位能量,并认为(低品位能量无中间介质不能变成高品位能量)很难利用。其实不然,它是有一定规律的,是较好利用的。如浪潮具有向岸性和涌动性的特性,这种潮流涌动的能量是巨大的,周期是基本固定的,而且与海水的深浅相关。掌握了这些规律,本着“道法自然”的原则,我们就可以制定恰当的方案,很好地利用它。

  目前研究的波能利用技术大都源于以下几种基本原理: 利用物体在波浪作用下的升沉和摇摆运动将波浪能转换为机械能、利用波浪的爬升将波浪能转换成水的势能等。绝大多数波浪能转换系统由三级能量转换机构组成。其中,一级能量转换机构( 波能俘获装置) 将波浪能转换成某个载体的机械能; 二级能量转换机构将一级能量转换所得到的能量转换成旋转机械( 如水力透平、空气透平、液压电动机、齿轮增速机构等) 的机械能; 三级能量转换通过发电机将旋转机械的机械能转换成电能。有些采用某种特殊发电机的波浪能转换系统,可以实现波能俘获装置对发电机的直接驱动,这些系统没有二级能源转换环节。

  根据一级能源转换系统的转换原理,可以将目前世界上的波能利用技术大致划分为: 振荡水柱技术、摆式技术、筏式技术、收缩波道技术、点吸收( 振荡浮子) 技术、鸭式技术、波流转子技术、虎鲸技术、波整流技术、波浪旋流技术等。机械能传递和转换率能达90%以上。

  现阶段,可再生能源在投资成本和运行效率上,与传统能源还有一定的距离,关键是要降低成本,提高效率,需要先进的技术支撑。但风电、光电的商业开发已经进行了十年以上,技术上再要大幅度突破非常困难。众所周知,风能很大,但我们只能在有限的区域,有限的高度捕获有限的风能,而光能受自然变化的影响更大,而且由风能和光能转换的电能需要逆变和储能设备。而浪能发电的优势不言而喻:波浪能生生不息,除了环保可重复利用外,储量也很大,全球有700亿千瓦的波浪能储量(相当于35万个三峡水电工程的发电容量),1992年联合国还把波浪发电列为开发海洋可再生能源的首位;其次是能量强,相比之下,波浪的能量更为集中,水的密度是空气的780倍,其推动其他物体的力量会强得多。所以,波浪能发电比起风能、光能而言更具有先进性。

  能源是世界经济增长的动力,经济的增长总是伴随着能源消耗的增长。在20 世纪的100 年内,世界能源消耗量增加了约9 倍。根据国际能源署( IEA) 的预测,未来25 年内,世界能源需求总量还将增加近1 倍。期间,发达国家能源消费增长速度将减慢,但在世界能源消费总量中仍占相当比重,以亚太地区为主的发展中国家能源消费依然处于高增长状态。

  与此同时,中国的化石能源资源非常有限。以石油为例,截至2008年,中国石油剩余可采储量为212亿吨,位居世界第13 位,但仅占世界总量的1. 4%,石油储采比13. 4,远低于世界平均水平的40. 5,中国的石油开采仅仅能维持十多年。中国经济的增长在能源供应和需求问题上面临着严峻挑战。2004 年的电荒已经凸显电力对经济发展的强力制约。可以预见,在不远的将来,中国有相当一部分能源需求不能由现在常规的能源供应来满足,也必须寻求新的办法来解决能源长期的需求短缺问题。海洋能作为一种新型的可再生能源,全球的可开发量远远超过目前的发电功率,大规模地开发海洋能可以缓解能源紧缺,是解决中国能源问题的一条有效途径。

  中国沿海地区的经济发展水平在国内位居前列,但又是化石能源资源相对匮乏的地区,随着能源取得成本的日益上升,但是沿海省市如:江苏省、上海市、浙江省、福建省、广东省几乎90%以上的化石能源要从外省输入,平均运输距离在1500 km以上,价格也由此而上升了1倍。因而,能源问题已经成为制约该地区经济发展的瓶颈。然而,国内沿海地区有着较为丰富的海洋能资源,如果能因地制宜,有效地开展海洋能的开发利用,将对国内这一地区的经济发展起到很好的推动作用。

  随着技术的不断成熟,海洋能发电的成本也不断下降; 再加上常规能源价格飙升,人们对包括海洋能在内的可再生能源越来越重视。目前某些海洋能发电技术已经接近实用,有望在经济建设中发挥作用。因此,开发海洋能源利用对于缓解能源紧缺,减少碳排放,降低环境污染,促进低碳经济发展是非常重要的。


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