波浪能發(fā)電技術(shù)研究

1、波浪能發(fā)電前景與國內(nèi)外發(fā)電裝置目前，全球能源需求持續(xù)增加，傳統(tǒng)能源曰益枯竭，同時大量化石能源的使用又引發(fā)了嚴重的環(huán)境污染和氣侯問題，這些已成為全球普遍關(guān)注的焦點。據(jù)國際能源署預(yù)測，2040年全球能源需求增長37%，年平均需求增長12%，原油需求量將從2013年的9000萬桶/日增加至2040年的10400萬桶/日。21世紀30年代前期中國將超過美國成為全球最大的石油消費國。2040年與能源相關(guān)的二氧化碳排放量將增長1/5，與這一排放量相對應(yīng)的是，全球平均氣溫將上升3.6。因化石能源使用而引發(fā)的氣候異?，F(xiàn)象和酸雨等環(huán)境問題也呈逐年增多之勢。為有效地解決上述問題，大力開發(fā)可再生能源勢在必行，也是人

2、類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。1、波浪能發(fā)電的前景可再生能源技術(shù)是實現(xiàn)全球能源低碳供應(yīng)的關(guān)鍵要素?？稍偕茉?，是指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用、取之不盡、用之不竭的能源，主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、海洋能等可再生能源的使用對環(huán)境無害或危害極小，資源分布一般比較廣泛，適宜就地開發(fā)利用。與其他能源相比，電力對于減少全球能源結(jié)構(gòu)中化石能源的份額發(fā)揮著更重要的作用。總體而言，到2040年，為應(yīng)對電力需求的增加，以及替代現(xiàn)有的到2040年要退役的裝機容量（約占現(xiàn)役裝機容量的40%），需要新建7200吉瓦（GW）的裝機容量?？稍偕茉凑及l(fā)電比重增加最多的是發(fā)達國家，達到37%，發(fā)展中國家可

3、再生能源發(fā)電量增長兩倍多，以中國、印度、拉丁美洲和非洲地區(qū)為代表。為了解決能源問題，越來越多的國家把目光投向占地球表面積71%的海洋。海洋能一般是指存在于海水中的可再生能源，包括波浪能、潮汐能、海流能、溫差能、鹽差能等。波浪能是海洋表層海水在風(fēng)里的作用下波動所蘊藏的能量。全球海洋能理論可再生功率達76600GW。幾種常見海洋能資源的儲量見下表，波浪能的實際可開發(fā)量較高，為300GW。各類海洋能的資源儲量 單位GW能源種類理論儲量技術(shù)可用儲量實際可開發(fā)量潮汐能300010030波浪能30001000300海流能60030030鹽差能300003000300溫差能400002000100根據(jù)中國沿

4、海農(nóng)村海洋能資源區(qū)劃，我國沿岸波浪能資源平均理論總功率為12.84GW。其中臺灣省沿岸的波浪能資源最豐富，為4.29GW，約占全國總量的1/3；其次是山東、浙江、福建和廣東省沿岸，約為1.612.05GW，合計7.06GW，占全國總量的55%，其他省市沿岸則較少，僅在0.140.56GW之間。全國沿岸波能功率密度分布浙江中部、臺灣、福建海壇島以北、渤海海峽和西沙地區(qū)沿岸最高，其次是浙江南部和北部、廣東東部、福建海壇島以南、山東半島南部沿岸，渤海、黃海北部和北部灣沿岸最低。具體的渤海海峽(7.73kW/m)、臺灣島南北兩端(6.216.36kW/m)、浙江中部(6.29kW/m)、福建海壇島以北

5、(5.325.51kW/m)和西沙地區(qū)沿岸(4.05kW/m)，這些地區(qū)年平均波高大于1m，平均周期多大于5m；其次是浙江南部和北部(2.762.82kW/m)、廣東東部(3.62kW/m)、福建海壇島以南(2.252.48kW/m )、山東半島南部沿岸(2.23kW/m)。2、國內(nèi)外波浪能發(fā)電裝置據(jù)統(tǒng)計，全世界有近萬座小型波浪能發(fā)電裝置在運行，主要用于航標(biāo)燈、浮標(biāo)等。早在1799年法國人吉拉德父子就提出了波浪能裝置專利。目前利用海洋波浪發(fā)電的方法大致有三種：一是利用海洋波浪的上下運動所產(chǎn)生的空氣流，使氣輪機轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機發(fā)電；二是利用海洋波浪能裝置運動（直線運動、轉(zhuǎn)動）的機械能轉(zhuǎn)化為電

6、能；三是利用波浪能將水引入高位水池積蓄起來，形成一個水頭，再來沖擊水輪機發(fā)電。2.1振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置振蕩水柱波浪能發(fā)電裝置（Oscillating Water Column，OWC）利用一個與海水相通的氣室，波浪作用下氣室內(nèi)的水柱往復(fù)運動，氣室內(nèi)空氣容積發(fā)生變化，進而由空氣驅(qū)動葉輪，帶動發(fā)電機發(fā)電。優(yōu)點是能量轉(zhuǎn)換裝置（氣輪機等）不與海水接觸，可靠性較高，缺點是效率較低。振蕩水柱波浪能發(fā)電裝置包括固定式(Fixed-structure OWC)和漂浮式(Floating-structure OWC)。固定式振蕩水柱波浪能發(fā)電裝置通常被安裝于海底或巖石基上，如下圖所示。固定式振蕩水柱裝置由

7、一個部分淹沒于海底的混凝土或鋼結(jié)構(gòu)與自由水平面共同構(gòu)成一個氣室。波浪造成自由水平面的波動，從而使氣室內(nèi)的空氣波動，空氣流過渦輪機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。固定式振蕩水柱波浪能裝置原理圖該裝置發(fā)電具有代表性的有：英國LIMPET 500，1998年開始建設(shè)2000年8月建成，裝機功率500kW；葡萄牙于19961999年建設(shè)Pico，裝機功率400kW；印度于1991年建成Vizhinjam，裝機功率150kW。1940年，振蕩水柱裝置創(chuàng)始人Yoshio Masuda設(shè)計的世界上首臺漂浮式振蕩水柱裝置Kaimei在日本海域進行實驗。1987年，日本開始研發(fā)另一個漂浮式振蕩水柱裝置“巨鯨號”MightyWh

8、ale波浪能發(fā)電船，見下圖。 “巨鯨號”MightyWhale波浪能發(fā)電船2003年英國科克大學(xué)和Ocean Energy公司合作研發(fā)出OE Buoy漂浮式振蕩水柱裝置，20062009年進行1:4模型海試，裝置可經(jīng)受浪高8.2m極端海況，見下圖。OEBuoy波浪能裝置2005年開始瑞典研制350kW的OWEL，2011年開始進行海試，并開始研制了2MW級OWEL，見下圖。OWEL波浪能裝置到2001年中國開發(fā)了一系列振蕩水柱(OWC)波能裝置，裝機容量分別為10W、60W、100W?，F(xiàn)在，大約700臺10W振蕩水柱裝置用于為導(dǎo)航浮標(biāo)供電。2.2越浪式波浪能發(fā)電裝置越浪式波浪能發(fā)電裝置是利用水

9、道將波浪升至高水位水庫形成水位差，利用水位差產(chǎn)生的勢能直接驅(qū)動水輪發(fā)電機發(fā)電。挪威波能公司(Norwave A.S)于1986年建造了一座裝機容量為350kW的收縮波道式波浪能電站TapChan，見下圖。電站的技術(shù)關(guān)鍵是它的開口約60m的喇叭形聚波器和長約30m的逐漸變窄的楔形導(dǎo)槽。TapChan波浪能電站示意圖此外，丹麥科學(xué)家Erik Friis-Madsen在20世紀80年代發(fā)明了漂浮式波浪能發(fā)電裝置WaveDragon，西班牙圣地亞哥聯(lián)合大學(xué)將漂浮式波浪能發(fā)電裝置與船相結(jié)合研發(fā)了WaveCat波浪能裝置。2.3運動式波浪能發(fā)電裝置運動式波浪能發(fā)電裝置利用波浪的運動推動波浪能發(fā)電裝置的活動

10、部分產(chǎn)生往復(fù)運動（直線、轉(zhuǎn)動），驅(qū)動機械系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)，最后驅(qū)動發(fā)電裝置發(fā)電。振蕩浮子式發(fā)電裝置振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置利用海洋波浪的運動推動浮子產(chǎn)生直線往復(fù)運動，驅(qū)動機械系統(tǒng)或以油、水等作為中間介質(zhì)的液壓系統(tǒng)，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。目前國外已建成的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置有：加拿大的AquaBuoy裝置、荷蘭的阿基米德波浪擺、美國的PowerBuoy裝置及澳大利亞的CETO，分別見下圖說明。AquaBuoy裝置點頭鴨式發(fā)電裝置點頭鴨式裝置由英國Salter教授發(fā)明，見下圖。鴨體在波浪作用下繞轉(zhuǎn)動軸往復(fù)轉(zhuǎn)動時，裝置的后部因為圓弧形，不造出向后行進的波，故點頭鴨式裝置的背后往往為無浪區(qū)這使得鴨式裝

11、置可以將所有的短波攔截下來，所以它具有較高的一次能量捕獲效率。鴨式原理圖廣州能源所從2007年開始了鴨式技術(shù)的研發(fā)，2009年進行了10kW裝置的實海況試驗，在此基礎(chǔ)上研發(fā)出鷹式波浪能發(fā)電技術(shù)，主要包括三個部分，鷹式吸波浮體、液壓能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和半潛船體，實驗室試驗測得波浪能到液壓能轉(zhuǎn)換效率超過60%，見下圖所示。2012年12月進行10kW“鷹式一號”裝置海上試驗，2014年5月回收，裝置在無人值守的條件下單次無故障連續(xù)運行超過6個月。下圖為目前正在運行的100kW級“萬山號”鷹式波浪能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)圖。擺式發(fā)電裝置擺式波浪能發(fā)電裝置發(fā)電原理為利用擺在波浪力的作用下作往復(fù)擺動從而捕獲波浪能量，

12、通過與擺相連的機械結(jié)構(gòu)或液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)換將擺的動能和勢能轉(zhuǎn)換為機械能或液壓能，進而轉(zhuǎn)換為電能。擺式波能裝置也可分為懸掛擺式和浮力擺式兩種。日本的度部富治教授最早提出了擺式波浪能發(fā)電技術(shù)的概念，見下圖。日本室蘭工業(yè)大學(xué)于1983年建造了世界上首臺懸掛擺式波浪能發(fā)電裝置，其裝機容量為5KW。懸掛擺結(jié)構(gòu)圖英國的Aquamarine Power公司和女王大學(xué)合作研發(fā)的Oyster裝置是目前最為成功的浮力擺裝置，Oyster的設(shè)計工作水深1015m，離岸約500m，浮力擺鉸接于位于海底的基礎(chǔ)上，頂部露出平均水面。裝機功率315 kW的第一代Oyster裝置（下圖左）于2009年開始海試(擺寬18m，高12m

13、)，已累計運行6000多小時。目前，AquamarinePower公司正在開發(fā)總裝機功率2.4MW的大型波浪能電站，擬建3座裝機功率800kW的第二代Oyster裝置（下圖右）(擺寬26m，高12m)，項目建成后將能滿足2000多戶居民的用電需求。3、波浪發(fā)電設(shè)備促海洋能產(chǎn)業(yè)發(fā)展海洋能指海洋中所蘊藏的可再生自然能源，主要為潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水溫差能和海水鹽差能。廣義的海洋能源還包括海洋上空的風(fēng)能、海洋表面的太陽能以及海洋生物質(zhì)能等。海洋能具有蘊藏量大、可再生性、不穩(wěn)定性及造價高污染小等特點。世界海洋能的蘊藏量約為750多億千瓦，如此巨大的能源資源是當(dāng)前世界能源總消耗量的數(shù)千倍

14、，開發(fā)利用潛力巨大，因此利用海洋能發(fā)電已經(jīng)成為國際新能源市場的一大熱點。在我國大陸沿岸和海島附近蘊藏著較為豐富的海洋能資源，總蘊藏量約為8億多千瓦，目前尚未得到充分開發(fā)。我國海洋能的現(xiàn)代開發(fā)利用始于20世紀50年代末，到70年代末、80年代初，我國海洋能的開發(fā)利用有了較大發(fā)展，具備了一定的科技和開發(fā)基礎(chǔ)。經(jīng)過不斷努力，我國海洋能發(fā)電產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步增長，海洋能發(fā)電“十五”期間平均增長速度為16%左右，“十一五”期間仍然保持良好發(fā)展勢頭。近年來，我國海洋能開發(fā)步伐進一步加快。山東長島海上風(fēng)電場、江蘇如東海上示范風(fēng)電場一期工程開工建設(shè)，上海東海大橋海上風(fēng)電場順利建成，浙江三門兩萬千瓦潮汐電站工程、福建八尺

15、門潮汐能發(fā)電項目正式啟動，海洋微藻生物能源項目落戶深圳龍崗溫嶺江廈潮汐試驗電站是我國最大的潮汐電站，規(guī)模位居世界前列。在能源消費量持續(xù)攀升和傳統(tǒng)能源日趨緊缺的外部環(huán)境影響下，新能源開發(fā)利用已經(jīng)成為大勢所趨。經(jīng)過多年的技術(shù)積累，我國在海洋能開發(fā)及相關(guān)研究領(lǐng)域已經(jīng)取得豐碩成果，開發(fā)成本不斷降低，海洋能產(chǎn)業(yè)進入戰(zhàn)略機遇期。我國海洋能資源蘊藏量豐富，再生能力強，海洋能發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到國家政策的鼓勵和扶持，投資前景良好。根據(jù)規(guī)劃，到2020年，我國計劃在山東、海南、廣東各建1座1000千瓦級岸式波浪能電站，在浙江舟山建設(shè)10千瓦級、100千瓦級和1000千瓦級的潮流電站，在西沙群島和南海各建1座溫差能電站。

16、4、我國波浪發(fā)電裝置專利遼闊的海洋蘊含著巨大的能量，在漲潮落潮的潮汐以及海浪過程中就蘊含著大量的動能，如果將這些動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軐槿祟愄峁┏渥愕哪茉?。波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。波浪能具有能量密度高、分布面廣等優(yōu)點，是一種可再生清潔能源。而波浪發(fā)電是利用波浪能的主要方式。我國沿岸波浪能資源理論平均功率約1285萬千瓦，具有良好的開發(fā)應(yīng)用價值。我國的波浪發(fā)電產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展勢頭良好。微型波浪發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，小型岸式波力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)進入世界先進行列。我國首座波力獨立發(fā)電系統(tǒng)汕尾100千瓦岸式波力電站于1996年12月開工，2001年進入試發(fā)電和實海況試驗階段，2005年首次

17、實海況試驗獲得成功。該電站建于廣東省汕尾市遮浪鎮(zhèn)最東部，為并網(wǎng)運行的岸式振蕩水柱型波能裝置，設(shè)有過壓自動卸載保護、過流自動調(diào)控、水位限制、斷電保護、超速保護等功能。聚能型浪涌水流發(fā)電裝置聚能型浪涌水流發(fā)電裝置發(fā)明專利，可充分利用海洋自然潮汐周期性循環(huán)漲、退特性進行發(fā)電，可以解決潮汐能和波浪能的機械能轉(zhuǎn)化問題，達到通過發(fā)電裝置有效提取潮汐潛能量的目的。目前我國對“聚能型浪涌水流發(fā)電裝置”的市場需求量較大，專利技術(shù)存在著廣闊的市場空間。一是隨著傳統(tǒng)能源日益緊缺，新能源的開發(fā)與利用得到世界各國的廣泛關(guān)注，越來越多的國家采取鼓勵新能源發(fā)展的政策和措施，新能源的生產(chǎn)規(guī)模和使用范圍正在不斷擴大。二是京都議

18、定書到期后，新的溫室氣體減排機制將進一步促進綠色經(jīng)濟以及可持續(xù)發(fā)展模式的全面進行，新能源將迎來一個發(fā)展的黃金年代。三是自可再生能源法正式生效后，政府陸續(xù)出臺了一系列與之配套的行政法規(guī)和規(guī)章來推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國新能源行業(yè)進入發(fā)展的快車道。四是新能源作為國家加快培育和發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，將為大規(guī)模開發(fā)利用新能源提供堅實的技術(shù)支撐和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。國家已經(jīng)出臺和即將出臺的一系列政策措施，將為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入動力。五是隨著投資新能源產(chǎn)業(yè)的資金、企業(yè)不斷增多，市場機制的不斷完善，“十二五”期間新能源企業(yè)將加速整合，我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景樂觀。六是我國潮汐能資源理論蘊藏量占世界的3.7%，而可開發(fā)

19、潮汐能資源按年發(fā)電量計算占世界的34%-44%，可見我國潮汐能資源的可開發(fā)程度很高，開發(fā)條件比較好。七是我國對海洋能發(fā)電技術(shù)的研發(fā)設(shè)計起步晚，在波浪能利用上，我國與世界各國一樣，尚處在試驗階段，本專利技術(shù)方案的有效實施彌補了國內(nèi)外波能發(fā)電技術(shù)市場的不足，容易實施易于推廣。漂浮式直驅(qū)波浪能發(fā)電系統(tǒng)漂浮式直驅(qū)式波浪能發(fā)電系統(tǒng)采用直線發(fā)電機發(fā)明專利，可減少中間傳動機構(gòu)、結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率更高。具有系統(tǒng)機構(gòu)簡單、成本低、投放區(qū)域廣，適合于規(guī)?；瘧?yīng)用?？芍苯討?yīng)用于海洋觀測儀器供電系統(tǒng)、軍事及民用測試浮標(biāo)供電系統(tǒng)、獨島供電系統(tǒng)、作業(yè)平臺供電系統(tǒng)以及大規(guī)模并網(wǎng)型海洋能發(fā)電系統(tǒng)。并研發(fā)了多個功率等級的漂浮

20、式直驅(qū)式波浪能發(fā)電機及其運行控制系統(tǒng)。大型波浪擺式發(fā)電裝置波浪發(fā)電是海洋能利用的重要方向，我國波浪能資源豐富，開發(fā)波浪發(fā)電技術(shù)，對推動我國海洋能利用具有重要意義。針對我國波浪能技術(shù)發(fā)展的需求，對擺式裝置進行水動力仿真計算優(yōu)化，并進行相應(yīng)的模型試驗，攻克擺式波浪能發(fā)電和海上施工的主要關(guān)鍵技術(shù);研建擺式波浪能擺板、液壓、儲能、發(fā)電輸電等完整的波浪能發(fā)電系統(tǒng);建立MW級擺式發(fā)電站。5、結(jié)束語綜上所述，波浪能具有非常好的開發(fā)意義和開發(fā)前景，如果開發(fā)得當(dāng)，將成為一種可以提供人類生活生產(chǎn)需要的綠色能源。從數(shù)據(jù)上可知，我國的波浪能資源非常豐富，這樣得天獨厚的天然條件，使我國研究波浪能發(fā)電技術(shù)具有重要的意義，

21、既可以緩解能源危機的壓力，同時也具有現(xiàn)實的經(jīng)濟效益和長遠的戰(zhàn)略意義。作者簡介：萬占鴻，男，1974年出生，山東菏澤人，2006年博士畢業(yè)于浙江大學(xué)，曾赴美Woods Hole Oceanographic Institution訪學(xué)，現(xiàn)就職于浙江大學(xué)海洋學(xué)院，副教授，主要從事海洋動力學(xué)、船舶與海洋工程、海洋可再生能源等方面的研究和教學(xué)工作。波浪能發(fā)電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化前景（張斌 北京航空航天大學(xué) 能源與動力工程學(xué)院）摘 要:波浪能是海洋能源中蘊藏最為豐富的能源之一,也是海洋能利用研究中近期研究最多的海洋能源,其開發(fā)利用技術(shù)已趨于成熟,正在進入或接近于商業(yè)化發(fā)展階段。本文針對海洋波浪能發(fā)電技術(shù)的技術(shù)類型

22、、產(chǎn)業(yè)化前景等作了全面綜述 ,介紹了國內(nèi)外海洋波能發(fā)電技術(shù)的進展和主要波能裝置,同時也分析了我國波浪能研究和利用的必要性及目前存在的相關(guān)問題,指出我國波浪能利用對于沿海地區(qū)海洋資源的開發(fā)有著十分重要的意義。關(guān)鍵詞:波浪能;波能轉(zhuǎn)換;發(fā)電;新能源Abstract: Wave energy is one of most renewable resource contained in the oceanic energy. This kind of oceanic energy has allured the most attentions in the field of oceanic energ

23、y utilization. The exploitation and utilization technology in the field of wave energy has tended to mature. Now it is running into or near commercial exploitation level. Technology type of power generation from wave energy and its industrialization prospect are introduced in this paper. The develop

24、ment of wave energy conversion technologies and the main wave energy devices in the world are presented. In this paper, the necessity of wave energy research and the problems related have been analyzed. It has been discussed that the utilization of wave energy is very important for the exploitation

25、of oceanic resource in the littorals. Key words: wave energy; wave power conversion; electricity generation; new energy resource1、緒論隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加、社會生活水平的不斷提高，各國對能源的需求迅速增長。近年，受化石能源日趨枯竭、能源供應(yīng)安全和保護環(huán)境等的驅(qū)動，作為主要可再生能源之一的海洋能事業(yè)取得很大發(fā)展，海洋能應(yīng)用技術(shù)日趨成熟，為人類在21世紀充分利用海洋能展示了美好前景。海洋能指海洋中所蘊藏的可再生的自然能源，主要有潮汐能、波浪能、海水鹽差能和海水

26、溫差能。其中，波浪能以機械能形式出現(xiàn)，是品位最高的海洋能，其能流密度最大，分布最為廣泛。據(jù)世界能源委員會的調(diào)查顯示，全球可利用的波浪能達到20億kW，相當(dāng)于目前世界發(fā)電能量的2倍。因此，世界各海洋大國均十分重視波浪能研究利用。世界上波浪能轉(zhuǎn)換設(shè)備開發(fā)最早的國家是法國，后來英國、挪威、印度、日本、美國、葡萄牙等國相繼開發(fā)。各國都在積極開發(fā)研究各種各樣的波浪能發(fā)電的高新技術(shù)，其中以日本和英國兩國技術(shù)居于世界的領(lǐng)先水平。日本一直非常重視波浪能發(fā)電技術(shù)的研究與應(yīng)用，在波浪能發(fā)電技術(shù)方面走在世界的前列。目前日本已建造1500多座波浪能發(fā)電裝置。從 20世紀80年代中期至今已建成4 座岸基固定式和防波堤式

27、波浪能電站，單機容量為40125kW，其中20世紀80年代初建造的“海明”號波浪能發(fā)電船最為著名，總裝機容量可達1250kW。英國具有世界上最好的波浪能資源。從20 世紀70年代開始，英國將波浪能發(fā)電研究放在新能源開發(fā)的重要位置。20世紀80年代，英國已成為世界浪能研究的中心。20世紀90年代初在蘇格蘭伊斯萊島和奧斯普雷建成75kW 和20MW 振蕩水柱式和岸基固定式波浪能發(fā)電站。2000年11月，世界上第一個波浪能發(fā)電廠在蘇格蘭伊斯萊島附近建成并開始商業(yè)化運行，英國波浪能發(fā)電的開發(fā)目標(biāo)是總?cè)萘繛?GW 的波浪能發(fā)電設(shè)備。我國近代的波浪能研究始于1968 年,研究波浪能發(fā)電最早興起于上海，為了

28、開發(fā)海洋資源、促進經(jīng)濟發(fā)展，我國將波浪能發(fā)電研究列入了國家重點科技攻關(guān)項目，目前從事波浪能發(fā)電研究與開發(fā)的單位共有十幾家，因此波浪能發(fā)電技術(shù)獲得了較快的發(fā)展，其中以中國科學(xué)院廣州能源研究所擁有的水平與成果最為先進。1984年研制成功航標(biāo)燈小型波浪能發(fā)電裝置，在我國沿海海域大面積推廣與運用。1997年在珠海大萬山島建成國內(nèi)首座3kW的岸式波浪能試驗電站?！熬盼濉?期間完成重點科技項目攻關(guān)-汕尾100kW岸式波浪能發(fā)電電站?！笆濉逼陂g，2002年在海洋波浪能發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破，研制的裝置可以將隨機的波浪能轉(zhuǎn)換成用戶能夠直接使用的穩(wěn)定電源，從而為大規(guī)模地利用波浪能開辟了新的途徑和思考方法

29、。2008 年，中國科學(xué)院研制成功了液態(tài)金屬磁流體波浪能直接發(fā)電的原理性演示裝置，提出了一種工作原理與常規(guī)波浪能發(fā)電系統(tǒng)完全不同的新型波浪能發(fā)電技術(shù)，其實質(zhì)是系統(tǒng)采用了磁流體發(fā)電機，提供了一個與波浪吻合很好的機械阻抗，因此，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率高，功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，而且移動性好。2、波浪能發(fā)電技術(shù)類型按國內(nèi)外波浪能現(xiàn)有裝置技術(shù)對波浪能能流影響的結(jié)果可大致劃分為振蕩水柱式、點吸收式、消耗式(該類波浪能裝置則僅吸收一部分入射波的能量，背浪一側(cè)仍有繞射的波浪)和截止式(該類波浪能裝置能巧妙利用自身幾何形狀避免波浪向后輻射，具有較高的轉(zhuǎn)換效率)四大類，這些以直接從流體介質(zhì)(海水、空氣)中捕獲動能

30、為特征的能源機械及其發(fā)電系統(tǒng)已成為規(guī)模開發(fā)波浪能的主流方式。下面分別對這四類波浪能技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行簡述分析。2.1振蕩水柱式波浪能技術(shù)振蕩水柱技術(shù)是利用一個水下開口的氣室吸收波能的技術(shù)。波浪驅(qū)動氣室內(nèi)水柱往復(fù)運動,再通過水柱驅(qū)動氣室內(nèi)的空氣,進而由空氣驅(qū)動葉輪,得到旋轉(zhuǎn)機械能,或進一步驅(qū)動發(fā)電裝置,得到電能(見圖1)。 圖1振蕩水柱式波能裝置示意圖 圖2澳大利亞Uisce Beatha波能裝置目前已建成的振蕩水柱裝置有挪威的500 kW岸式裝置、英國的500 kW岸式裝置LIMPET、澳大利亞的500 kW離岸裝置Uisce Beatha(見圖2)、中國的100 kW岸式裝置、日本和中

31、國的航標(biāo)燈用10W發(fā)電裝置等。其中日本和中國的航標(biāo)燈用10W發(fā)電裝置處于商業(yè)運行階段,其余處于示范階段。振蕩水柱技術(shù)其優(yōu)點是轉(zhuǎn)換裝置不與海水接觸,可靠性較高;工作于水面,便于研究,容易實施;缺點是效率低。2.2點吸收式波浪能技術(shù)點吸收式(也稱振蕩浮子式)波浪能技術(shù)近年來發(fā)展很快，其工作原理是通過浮子的上下浮動從而捕獲波浪能量，作為能量傳遞系統(tǒng)的液壓傳動或機械裝置將波浪能轉(zhuǎn)換成液壓能或旋轉(zhuǎn)的機械能，再通過相連的發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電能或通過其他設(shè)備制造淡水或冰。振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置作為點吸收式波浪能技術(shù)的一種成功應(yīng)用，近年來得到了較快的發(fā)展，并成功在商業(yè)上應(yīng)用了此類波能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，為導(dǎo)航設(shè)備(如浮標(biāo)燈

32、)提供電力。英國AWS ocean Energy有限公司研制的阿基米德波浪擺裝置（圖3)由2個相嵌套的圓筒組成，上部圓筒為漂浮的，在波浪作用下上下運動，而下部圓筒固定不動。美國OPT(Ocean Power Technologies)公司研制的PowerBuoy波力裝置(圖 4)通過控制浮力，控制能量的吸收。2006年2月，OPT公司在英國北部Cornwall對該裝置進行第六次試驗。2007年2月獲得聯(lián)邦能量結(jié)構(gòu)委員會(FERC)批準(zhǔn)，建立 50MW示范裝置場。2007年10月OPT公司獲得美國海軍190萬美元的資助，在夏威夷安裝PowerBuoy裝置系統(tǒng)。 圖3 AWS振蕩浮子式波能裝置 圖

33、4 PowerBuoy點吸收式波力裝置振蕩浮子式的主要優(yōu)點是其建造方便，投放點機動靈活，缺點是其水動力學(xué)性能不佳，裝置前面的反射波很大，裝置背后的波浪能仍然很大，未能達到較高的轉(zhuǎn)換效率，抗沖擊性也較差。2.3消耗式波浪能技術(shù)消耗式波浪能技術(shù)通過漂浮在水面的、端部鉸接的若干筏浮體俘獲波浪能，再通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。通過鉸鏈將筏體首尾鉸接在一起從而形成長度方向順浪布置的整體，液壓傳動系統(tǒng)安裝于兩兩筏體之間的鉸接處，沿著長度方向布置的筏體會隨著順浪的波動而發(fā)生相對運動，從而帶動鉸接處的液壓傳動系統(tǒng)做功并輸出能量。大量的海試試驗結(jié)果分析表明，該類波浪能發(fā)電裝置具有較好的可靠性，且在設(shè)計波況下具有

34、較高的系統(tǒng)效率。最近建成的McCabe Wave Pump(MWP)波力裝置(圖5)由三個成直角的鋼質(zhì)浮筒構(gòu)成，通過橫梁鉸鏈在一起，總長度40米，具有自動朝向來波的功能。該裝置可驅(qū)動海水淡化系統(tǒng)獲得可飲用的純凈水，或驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。英國OPD公司 (Ocean Power De11very Ltd)研究的Pelamis實際為改良的筏式裝置(圖6)。傳統(tǒng)的消耗型筏式裝置只允許一個方向的角位移，在斜浪作用下其鉸受到彎曲力矩，容易遭到破壞;而Pelamis允許兩個方向的角位移，抗浪能力大大提高。Pelamis的能量采集系統(tǒng)為三個端部相鉸接、直徑3.5米的浮筒，利用相鄰浮筒的角位移驅(qū)動活塞，將波浪能轉(zhuǎn)

35、換成液壓能，裝機容量為750kw，總長為15。米，放置在水深50米60米深的海面上。它是世界上第一座進行商業(yè)示范運行的漂浮式波力電站，目前正在加拿大建造總功率可達2Mw的試商業(yè)運行示范電站。 圖5 MWP消耗式波力筏裝置 圖6 Pelamis消耗式波力裝置消耗型筏式波能裝置的優(yōu)點是具有較好的整體性，抗波浪沖擊能力較強，具有較好的能量傳遞效率，發(fā)電穩(wěn)定性好，但其長度方向順浪布置，迎波面較小，與垂直于浪向的同等尺度的波能裝置比，筏式裝置吸收波浪能的能力較為遜色，單位價值材料所獲取的能量較小，導(dǎo)致實體尺寸過大。2.4截止式波浪能技術(shù)截止式波浪能技術(shù)巧妙利用自身的幾何形狀避免了波浪能向后輻射，降低了興

36、波阻力，出現(xiàn)了許多構(gòu)思設(shè)計精妙的波能發(fā)電裝置，如點頭鴨、聚波圍堰裝置和擺式裝置等，下面分別予以介紹。2.4.1“點頭鴨”型截止式波浪能轉(zhuǎn)換裝裝置上世紀七十年代，英國愛丁堡大學(xué)的Sa1ter教授發(fā)明了一種構(gòu)想巧妙的“點頭鴨”式波浪能發(fā)電裝置(見圖 7)，點頭鴨式波浪能發(fā)電裝置的得名是由于該裝置的形狀和運行特性酷似鴨的運動，波浪入射波的運動使得動壓力推動轉(zhuǎn)動部分繞軸線旋轉(zhuǎn)，流體靜壓力的改變使浮體部分作上升和下沉運動，動能和位能同時通過液壓裝置轉(zhuǎn)化，再通過液力或電力系統(tǒng)把動能轉(zhuǎn)換為電能。該裝置轉(zhuǎn)動軸心垂直于順浪方向安裝，故在波浪的作用下，“點頭鴨”裝置會繞動轉(zhuǎn)動軸心往復(fù)縱搖做功囚。同時由于“點頭鴨”

37、裝置橫截面輪廓類似鴨蛋型圓弧，不會產(chǎn)生向后的行進波，能有效避免波浪向后輻射，具有較高的一次能量捕獲效率。中國科學(xué)院廣州能源研究所研制了一座300W波能轉(zhuǎn)換裝置(見圖 8)，目前正在研制世界上第一個漂浮式鴨式裝置，采用振蕩浮子裝置的動力攝取技術(shù)，以求降低漂浮式鴨式裝置的成本。 圖7 “點頭鴨”型截止式波浪能轉(zhuǎn)換裝置 圖8 300W鴨式波能轉(zhuǎn)換裝置“點頭鴨”裝置的缺點在于在其結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致抗浪能力較弱，諸如液壓缸等關(guān)鍵部件錯綜布置，易發(fā)生干涉卡死等現(xiàn)象，其固定支架的海上安裝涉及復(fù)雜的海下施工技術(shù)，可靠性不高;同時，其前端較小后端較大的鴨蛋型幾何形狀導(dǎo)致其抗浪性較差，在惡劣海況下無法抵抗波浪的侵襲破壞

38、。2.4.2聚波圍堰型截止式波浪能轉(zhuǎn)換裝置聚波圍堰型截止式波浪能技術(shù)依靠逐漸收縮的波道俘獲波浪能，使波高在逐漸收縮的波道中放大，直到波浪越過波道頂進入高于海面的水庫。進入水庫的水的勢能通過水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電能。這種轉(zhuǎn)換方法的優(yōu)點在于其整體可靠性較點頭鴨波能裝置有了極大的提高可長期穩(wěn)定運行。1986年，挪威建造了世界上第一座聚波圍堰型波力電站，其圍堰波道開口約60m寬，呈喇叭形逐漸變窄的鍥形導(dǎo)槽，逐漸收縮通至高位水庫。高位水庫與外海間的水頭落差達3.5m其裝機容量可達35OkW。電站自建成以來一直工作正常。不足之處是，電站對地形要求嚴格，不易推廣。丹麥的Wave Dragon公司研建了漂浮式的聚

39、波圍堰型裝置(圖9）。該裝置由鋼結(jié)構(gòu)組成，漂浮于海面上，通過錨鏈錨泊于海底，兩側(cè)具有導(dǎo)浪浮體，采用低水頭的Kaplan水輪機組發(fā)電。該裝置不受潮位影響，在大浪時可以穩(wěn)定發(fā)電，導(dǎo)浪浮體具有較好的聚波能力，可根據(jù)波高調(diào)解狀裝置的吃水高度，具有較好的水動力學(xué)性能。圖9 Wave Dragon波浪能裝置2.4.3擺式截止型波浪能轉(zhuǎn)換裝置擺式波浪能發(fā)電技術(shù)的概念最早是由日本的度部富治教授提出的，其原理是利用根據(jù)波況設(shè)計的水槽人為造成立波。由波浪理論可知，水質(zhì)點在立波駐點處會做往復(fù)運動，宏觀上表現(xiàn)為人們常見的波浪團簇往復(fù)運動。擺式波浪能發(fā)電裝置就是利用這種現(xiàn)象，在波浪力的作用下，利用擺板的往復(fù)擺動從而捕獲

40、波浪能量，通過與擺板擺軸相連的液壓傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為液壓能，進而轉(zhuǎn)換為電能發(fā)電。1983年，日本建造了世界上第一座懸掛擺式波浪能發(fā)電裝置，其擺寬為2米，裝機功率為5kw。該懸掛擺式波浪能發(fā)電裝置利用水室中的立波推動懸掛擺的搖擺運動捕獲波浪能。擺板的運行很適合波浪大推力和低頻特性，它的阻尼是液壓裝置。利用兩臺單向作用的液力泵驅(qū)動發(fā)電機便可吸取全周期的波浪能。該懸掛擺式波艱能發(fā)電裝置在周期為4s，波高為1.5m時的設(shè)計波況下，其額定輸出功率約為5kw，系統(tǒng)總效率可達40%左右。同期日本室蘭工業(yè)大學(xué)又在燒究島的西浦港建造了一座懸掛擺式波浪能發(fā)電裝置，其裝機功率為20kw，用于向島上居民獨立供電。“八五”

41、、“九五”期間，我國國家海洋局海洋技術(shù)中心分別研建了8KW和30KW岸式懸掛擺式波能發(fā)電裝置，為島上居民供電。1996年國家海洋局海洋技術(shù)研究所在山東省即墨市大管島建造的岸式懸掛擺波浪能發(fā)電裝置，其設(shè)計額定功率可達30kw。該懸掛擺式波浪能發(fā)電裝置適用于入射波高為16米的設(shè)計波況，發(fā)電狀況良好，據(jù)文獻報道目前該裝置仍能維持正常運行。擺式波能裝置也可分為懸掛擺式和浮力擺式兩種。擺體的運動很適合波浪大推力和低頻的特性。因此，擺式波能裝置的轉(zhuǎn)換效率較高，但機械和液壓機構(gòu)的維護較為困難。雖然懸掛擺式波浪能發(fā)電裝置具有較高的能量捕獲效率，但是受限于適用波況，對設(shè)計要求較高，在設(shè)計波況下具有較高的一次能量

42、捕獲效率;而在非設(shè)計波況下，懸掛擺式波浪能發(fā)電裝置的一次能量捕獲效率較低。浮力擺式波浪能發(fā)電裝置由于結(jié)構(gòu)本身造成整體可靠性較差，一旦遭遇諸如臺風(fēng)等惡劣的海洋狀況，就易造成損壞影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行。3、波浪能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化前景分析3.1 我國波浪能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化意義我國目前正處于實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的經(jīng)濟高速發(fā)展期,特別是沿海地區(qū),能源需求的急劇增加以成為社會和經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸.眾多海島 ,在海洋開發(fā)和國防建設(shè)方面占有重要地位,特別是遠離大陸的島嶼 ,依靠大陸供應(yīng)能源 ,供應(yīng)線過長 ,且受風(fēng)浪影響.能源和淡水是海洋資源開發(fā)和海防建設(shè)活動的基本需求,能源和淡水供應(yīng)的成本關(guān)系到海洋資源開發(fā)的成本,因而也就直接影響到

43、海洋資源開發(fā)的能力。解決能源和淡水供應(yīng)問題成為遠海資源開發(fā)的關(guān)鍵,相對于其它形式的可再生能源 ,波浪能等形式的海洋能易于規(guī)劃 ,具有較大優(yōu)勢 ,因此建立利用波浪能的獨立發(fā)電和海水淡化系統(tǒng)大有發(fā)展?jié)摿?。?jù)估計 ,從現(xiàn)在起到未來的 30 年中,平均每 10年我國能源需求總量應(yīng)增加5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤 ,再過30年或稍長一點時間 ,中國有可能超過美國成為世界第一能源消費大國.我國的化石燃料資源有限,而更多化石燃料的消耗必將造成更加嚴重的環(huán)境污染 ,清除這些污染 ,代價則更為巨大 ,因此不能單純依靠增加化石燃料的生產(chǎn)來解決.盡管目前在技術(shù)成熟程度、規(guī)模和價格等方面海洋能與常規(guī)能源還難以相提并論 ,但從我國能源

44、長期發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)儲備 ,以及為常規(guī)能源難以到達的特殊場合提供能源和綜合利用的角度來看 ,加大和加快開海洋波浪能源的開發(fā)研究具有重要的現(xiàn)實和戰(zhàn)略意義。3.2我國波浪能開發(fā)適合地域根據(jù)調(diào)查和統(tǒng)計，我國沿岸波浪能資源理論平均功率為1285.22萬千瓦，這些資源在沿岸的分布很不均勻。以臺灣省沿岸為最多，為429萬千瓦，占全國總量的1/3。其次是浙江、廣東、福建和山東沿岸也較多，在160205萬千瓦之間，約為706萬千瓦，約占全國總量的55，其他省市沿岸則很少，僅在14356萬千瓦之間。廣西沿岸最少，僅8.1萬千瓦。 全國沿岸波浪能源密度（波浪在單位時間通過單位波峰的能量，單位千瓦米）分布，以浙江中部

45、，臺灣，福建省海壇島以北，渤海海峽為最高，達 5.117.73千瓦米。這些海區(qū)平均波高大于1米，周期多大于5秒，是我國沿岸波浪能能流密度較高，資源蘊藏量最豐富的海域。其次是西沙、浙江的北部和南部。福建南部和山東半島南岸等能源密度也較高，資源也較豐富。其他地區(qū)波浪能能流密度較低，資源蘊藏也較少。根據(jù)波浪能能流密度及其變化和開發(fā)利用的自然環(huán)境條件，應(yīng)首選浙江、福建沿岸作為重點開發(fā)利用地區(qū)，其次是廣東東部、長江口和山東半島南岸中段。也可以選擇條件較好的地區(qū)，如峽山島、南鹿島、大骰山、云澳、表角、遮浪等處。這些地區(qū)具有能量密度高、季節(jié)變化小、平均潮差小、近岸水較深、均為基巖海岸；岸灘較窄，坡度較大等優(yōu)

46、越條件，是波浪能源開發(fā)利用的理想地點，應(yīng)作為優(yōu)先開發(fā)的地區(qū)。 3.3 波浪能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化亟需解決的問題今天的波浪能發(fā)電裝置，無論從零件的設(shè)計水平，還是從其工藝制造水平來講，都是遠遠優(yōu)于早期;材料科學(xué)的日益更新也為波浪能裝置的新材料設(shè)計、耐腐蝕及密封等提供了可靠的保證。對于波浪能發(fā)電裝置而言，波浪能發(fā)電技術(shù)是一門集海洋環(huán)境科學(xué)、流體力學(xué)、機電工程、材料學(xué)科等多學(xué)科于一體的交叉技術(shù)，其中仍然包括很多關(guān)鍵技術(shù)問題尚待解決，尚未形成自己的理論體系，相關(guān)的模型分析及試驗研究工作仍需繼續(xù)進行。（1）發(fā)電成本，據(jù)有關(guān)專家的計算，現(xiàn)階段海洋波浪能的發(fā)電成本比常規(guī)的熱發(fā)電高出10 倍左右,因此成本問題已經(jīng)成為普及

47、和大規(guī)模利用波浪能發(fā)電的最大障礙。只有改進波浪能發(fā)電的技術(shù)，減小發(fā)電成本，才能使波浪能發(fā)電真正達到實用化水平，為人們所用。（2）總效率，我們研究波浪能裝置時通常只是在規(guī)則的、平穩(wěn)的造波池中做試驗，得出的結(jié)論往往并不具有實際操作性和可行性，因為正常情況下海洋的波浪是時刻變化的，波浪能的能量分散不易集中，因此造成裝置的發(fā)電總效率并不高。此外，目前波浪能發(fā)電裝置上使用的發(fā)電機一般都采用的是通用的小型三相交流發(fā)電機，這種發(fā)電機并不完全適用在波浪發(fā)電裝置上使用，這也是造成發(fā)電總效率低的原因之一。（3）工程性，波浪能裝置大多是直接放置在海水中的，海洋環(huán)境下臺風(fēng)天氣時常發(fā)生，臺風(fēng)具有巨大的破壞能力，會損壞波

48、浪能裝置，造成裝置失效。并且海水具有腐蝕性，裝置容易被腐蝕。所以從工程觀點來看，理想的、工程性較好的波浪能發(fā)電裝置的方案應(yīng)該包括以下三個方面：沒有水中活動部件；總體結(jié)構(gòu)上應(yīng)有利于抗風(fēng)浪；盡量少的現(xiàn)場施工。但目前似乎還難以找出一個各全其美的方案，這也是波浪能研究中的一個難點.海洋波浪能發(fā)電是一種無污染的、清潔的、可再生的新能源，具有得天獨厚的優(yōu)勢，但是要進行大規(guī)模地開發(fā)利用，還存在一些難點。相信經(jīng)過我們的努力與奮斗，利用波浪能發(fā)電這一新型的方式會普及到人們的生活中去，真正做到為人們的生活、工作謀福利。我國建立波浪能發(fā)電系統(tǒng)大有發(fā)展?jié)摿?，這一技術(shù)研究的關(guān)鍵問題是提高轉(zhuǎn)換效率和降低成本。相信在解決這

49、一問題后，波浪能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化前景將一片光明。4、結(jié)論4.1按國內(nèi)外波浪能現(xiàn)有裝置技術(shù)對波浪能能流影響的結(jié)果可大致劃分為振蕩水柱式、點吸收式、消耗式和截止式四大類；4.2波浪能技術(shù)目前還處于發(fā)散狀態(tài),存在各種技術(shù)的不同發(fā)展方向,但發(fā)展趨勢是不斷地向高效率、高可靠性、低造價方向發(fā)展,以形成低成本的成熟技術(shù),最后通過規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用,可大幅降低發(fā)電成本；4.3我國波浪能資源豐富，建立波浪能發(fā)電產(chǎn)業(yè)大有發(fā)展?jié)摿η乙饬x重大。 參考文獻1劉寅立,焦永芳.波浪能開發(fā)與利用研究進展J.中國高新技術(shù)企業(yè), 2009(2):19-20.2王 忠,王傳崑.我國海洋能開發(fā)利用情況分析J.海洋環(huán)境科學(xué), 2006,25(

50、4): 78-80.3余 志.海洋波浪能發(fā)電技術(shù)進展J.海洋工程,1993,11(1):86-934李允武.海洋能源開發(fā)M.北京: 海洋出版社,2008.138-1785張麗珍,羊曉晟等。海洋波浪能發(fā)電裝置的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景J.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,50:161-164.6龔媛.世界波浪發(fā)電技術(shù)的發(fā)展動態(tài).電力需求側(cè)管理E. 2008,11, 1009-1831（2008）06-0071-02.7李曉英.海洋可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢J.四川水力發(fā)電，2005，24 （6）：113-116.波浪能發(fā)電技術(shù)研究隨著全球能源消耗日益增加，傳統(tǒng)化石能源儲量逐漸減少，能源問題變得越發(fā)嚴重。綠色無污染

51、的新型能源得到了人們的廣泛關(guān)注?？稍偕茉词侵冈谧匀唤缰锌梢圆粩嘣偕⒂幸?guī)律得到補充或重復(fù)利用的能源，如太陽能、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和水能等。海洋占地球表面，蘊藏著巨大的能量，其中包括波浪能、潮汐能、海流能、溫差能、鹽差能等。其中，波浪能由于開發(fā)過程中對環(huán)境影響最小，且以機械能的形式存在，是海洋能利用研究中近期研究得較多的能源之一。 波浪能由于具有可再生、綠色環(huán)保和儲量豐富的特點，日益受到世界許多國家的重視。在中國波浪能資源絕大部分分布在渤海及東南沿海地區(qū)，而其利用率占海洋能源的以上。對于波浪能的研究可以追溯到世紀年代世界第一臺波浪能發(fā)電機的誕生。波浪能發(fā)電能夠為海上作業(yè)設(shè)備供電，也可以為邊遠海域供電，顯示出其獨特優(yōu)勢。1、波浪能發(fā)電裝置 波浪能發(fā)電原理主要是將波浪力轉(zhuǎn)換為壓縮空氣來驅(qū)動空氣透平發(fā)電機發(fā)電。波浪能的轉(zhuǎn)換一般有三級。第一級為波浪能的收集，通常采用聚波和共振的 方法把分散的波浪能聚集起來。第二級為中間轉(zhuǎn)換，即能量的傳遞過程，包括機械傳動、低壓水力傳動、 高壓液壓傳動、氣動傳動，使波浪能轉(zhuǎn)換為有用的機械能。第三級轉(zhuǎn)換又稱最終轉(zhuǎn)換，即由機械能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。目前對于波浪發(fā)電裝置的研究包括：振蕩水柱式 波浪能裝置、擺式波浪能裝置以及聚波儲能式波浪能裝置【】。振蕩水柱式和擺式都是基于起伏的海面運動產(chǎn)生波浪能，進而使裝置擺動旋轉(zhuǎn)，帶動渦輪機轉(zhuǎn)動發(fā)電；聚