|
% }/ ^- M* i4 h$ s6 \ 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。
8 C2 a) b: K l 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) * W. |& P7 i, `: f
2 x) w9 ?/ L: M% C' P3 v& B! Y
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。
9 q( x' l7 v# ] R* K/ i3 V# \5 K) e; s
, A; X/ a" L9 ?& G d; d3 o% `- t& z; t4 w
$ g4 F+ m6 |2 [
波浪能转换器
0 h2 u& ~: v6 |7 ?2 Z' s& s 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)
/ `. L% {4 t+ B7 S3 } (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。
" h9 M, n- V7 E0 `! q2 u
5 l- U' g0 g% _ Y 3 T! C+ Q. p+ m* k5 V
/ j/ N5 T* k' M
(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。
5 M% Y& M; w# k; {3 a9 V
% T a( b; j$ W5 h& U, Y
8 }0 }8 u) t% N$ x- l. U
q+ L5 W# d6 s }; b. P) P- V! V (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。
! Z% K/ ~" w0 ?4 |- L
, D; A( }' E4 I2 v) \$ j# V8 m0 U
0 A( Z. |4 C4 n$ ]5 R" R
5 x6 v2 I, X% V0 L% m" [# o$ |" | (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。9 h$ `! U+ d n3 ~4 K
" Z2 t* {; K& q7 Z7 ]
" {) H1 k1 }! b! w2 u' p" ]9 g
) F- F+ [$ b' j0 F/ [' { (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。
- f5 f, O9 _2 W, ~9 I
3 [; U, b, P. ^2 t0 c
7 F" H, X9 o A$ e9 w T U& w% G+ k6 O) ]. G# ?
(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。 y( T4 k0 Q0 P# o8 m9 ^; z
0 d; t- a+ B5 o/ ~ 1 I% U5 c9 x9 o, `! O
: w' B: P/ x7 s
(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。
2 o7 h$ A& {& v. f: W ! b3 l; s$ s. M8 H
; X2 v! u4 B/ y% d7 I+ l3 }6 d
* a3 w1 s7 l* {5 T `, S8 U2 v1 @' E/ L
(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。
, d; I( `& j9 w9 Z" w" `
5 k4 T- D+ M" L+ c: [$ N7 A # `$ k4 P- `- Q
4 t- X. p7 I! I% L. G% a1 R
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/
; {, V; K, z& K5 S$ ^
5 g* u2 O. c- x0 k 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! 3 \% m) L- i1 d# |1 t u
! [& Q: O5 Q+ [* a4 g! f
- W. v) Q3 J; a& G$ U, W" \! t
- U% t' t( o6 ?& N9 h+ H- I 嗨 船人 1 {7 t9 ^5 p. R* e. w/ [5 I
31 次咨询
h! R# w8 I" F+ } 5.0 & z% L, ]3 e$ k$ @
( d+ }3 S, z( g L$ P* l8 |* E/ O 994 次赞同 P# i3 N- Q' E9 @" r& v
# a0 M1 Q0 M" J9 z/ h" u* o1 ? 去咨询
% _# {" s3 W3 N- I2 ]2 q 9 J% E. U" o s% V0 b+ Z" }
, O. B8 C# @2 r6 q
4 @# B1 q/ J& d6 R/ p" S' x
$ d( N$ o' u6 Z7 t
( z, y, F. v$ ?9 n `
/ a( }7 q( T* y) {$ N1 Q6 F |