波浪能发电装置分类图(蓝色能源波浪能)

数十年来,关于波浪能发电技术的专利多达数千个,发电装置形式多种多样,研究机构也是层出不穷。世界各海洋大国十分重视波浪能方面的研究,英国、瑞典、葡萄牙、美国、日本等国处于领先地位。

海浪既是清洁的,也是可再生的能源,有着巨大的全球发电潜力。如果被充分利用,全世界大约40%的电力需求可以由这一资源提供——相当于800个核电站。世界上80万公里(千米)的海岸线其中的2%具有超过30千瓦/米(kW / m)的波浪功率密度,在基于转换效率40%的条件下,估计全球波浪能发电技术潜力约为500吉瓦(GWe)。

波浪能发电装置分类图(蓝色能源波浪能)(1)

英国实用离岸波浪能每年为55 TWh,占当前所需能源14%,欧洲

潜在波浪能至少每年为280 TWh。美国电能研究所评估美国切实可行的波浪能为每年为255 TWh,占当前所需能源6%。

波浪能发电装置分类图(蓝色能源波浪能)(2)

根据调查和利用波浪观测资料计算统计,我国沿岸波浪能资源理论平均功率为1285.22万千瓦,这些资源在沿岸的分布很不均匀。以台湾省沿岸为最多,为429万千瓦,占全国总量的三分之一。其次是浙江、广东、福建和山东沿岸也较多,在160-205万千瓦之间,约为706万千瓦,约占全国总量的55%,其它省市沿岸则很少,仅在143-56万千瓦之间。广西沿岸最少,仅8.1万千瓦。

波浪能发电装置分类图(蓝色能源波浪能)(3)

Wave energy potential project deployment pipeline

波浪能发电技术

海浪是由风吹过海面引起的,波浪发电装置可以从海浪的表面运动中提取能量,也可以从海面下的压力波动中提取能量。最好的利用波浪能条件是在中高纬度和深水(深度大于40米)区域,根据科学调查发现该区域波浪能功率密度为60-70 kW / m。

根据发电装置的拾能原理和转换原理,并参照欧洲海洋中心的分类方法,通常波浪能转换成电能要经过三级转换,第一级转换是捕获装置吸收波浪能;第二级转换由中间转换装置优化第一级转换,产生稳定的能量;第三级转换由发电装置把稳定的能量转化成电能。

波浪能一级转换主要收集波浪所具有的动能和势能。主要类型分为:振荡水柱型、漫反射型、振荡体型等。中间转换环节主要辅助波浪能二次转换,主要分为机械式、液压式和气动式。三级转换主要将能量转换成电能,主要类型分为电磁感应发电机、直线发电机、磁流体发电机、压低发电机等。

波浪能发电装置分类图(蓝色能源波浪能)(4)

振动水柱式波浪发电技术是目前研究和使用最多波浪能技术,基本原理是利用压缩空气推动汽轮发电机组发电。根据安装位置可分为离岸式、近岸式和靠岸式。这种系统的主要优点是它们的结构简单性而且可靠,但是性能水平不高,发电效率不足30%。

波浪能发电装置分类图(蓝色能源波浪能)(5)

振荡体型发电技术

振荡体型系统比振动水柱式系统复杂,尤其是在电能输出(power take-off (PTO))系统部分,一般适用于水深超过40米的海域。点吸收器,衰减器和倒立摆(或“振荡浪涌”)系统都是属于振荡体型系统。振荡体型系统的优点包括其尺寸和多功能性,而且它们大多数是浮动装置。但是其PTO的性能和系泊系统的技术还不成熟,仍然需要加强技术改进。

波浪能发电装置分类图(蓝色能源波浪能)(6)

丹麦Wave Star 公司点吸附式波浪能发电装置

波浪能发电装置分类图(蓝色能源波浪能)(7)

英国Aquamarine Power 公司的牡蛎(Oyster)倒立摆发电装置

漫反射型发电技术主要是收集波浪势能,将水沉积到平均水位以上的储存器(有时通过浓缩收集器)中,然后利用涡轮机转化成电能。

这个系统的主要优点是原理简单—当储水器中水位达到高度让它通过涡轮机便可发电。缺点是漫反射发电装置体积巨大、效率低,水下有活动部件,可靠性不高。

波浪能发电装置分类图(蓝色能源波浪能)(8)

丹麦Wave Dragon公司的漫反射型发电装置

波浪能发电装置分类图(蓝色能源波浪能)(9)

西班牙的WaveCat漫反射型发电装置

不同地区的波浪状态差别很大,导致了各种各样的技术。 因此,对于所需的各种部件,缺乏产业凝聚力,和完整有效的供应链。对于规划和技术开发目的,与其他海上工业的协同效应将对波浪能产业有利。 同样,也有机会创建更多的专用基础设施,包括端口和传输网格,以支持波浪能转换器的安装和维护。,

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