波浪能：历史，如何发挥作用，优缺点 - 环境 - 2025

所述波能或波 - 功率是所产生的机械能由波和被变换成电能。它是水的动能，是由风的能量在与水体表面的摩擦中产生的。

动能被涡轮机转化为电能，是一种可再生的清洁能源。使用这种能源的历史可以追溯到19世纪，但是它是在20世纪末开始蓬勃发展的。

波浪的力量。资料来源：Mostafameraji

如今，提出了许多利用波能形式的系统。这些包括波浪振荡，波浪冲击或波浪下的压力变化。

这些系统的一般原理相似，由设计设备组成，这些设备将波的动能转换为机械能，然后转换为电能。但是，设计和实现变化很大，可以安装在海岸或海上。

设备可以浸入水中，半浸入水中，漂浮或在海岸线上建造。在诸如Pelamis的系统中，波浪的向上运动通过推力激活液压系统，从而推动与发电机相连的电动机。

其他人则通过推动液压活塞或推动涡轮移动的空气柱来利用在海岸破裂时产生的波浪力（例如：OWC系统，振荡水柱）。

在其他设计中，当波浪在海岸线上破裂时使用波浪力引导水流并填充水库。随后，所存储的水的势能用于通过重力移动涡轮并产生电能。

波浪能无疑具有优势，因为它可再生，清洁，免费且对环境的影响很小。然而，这涉及与设备工作的环境条件和波浪的特性有关的一些缺点。

海洋环境条件使建筑物遭受硝石腐蚀，海洋动物的活动，太阳辐射高，风和暴风雨的影响。因此，根据系统的类型，工作条件可能很困难，尤其是在水下或锚定的海上系统中。

同样，维护是昂贵的，特别是在海上系统中，因为必须定期检查锚。另一方面，取决于系统和区域，它们可能对划船，钓鱼和娱乐活动产生负面影响。

历史

它的前身是19世纪，当时西班牙的何塞·巴鲁菲特（JoséBarrufet）申请了他所谓的“动力”专利。这种机器是通过波浪的垂直振荡来产生电能的，直到20世纪80年代才商业化。

Barrufet的设备由一系列浮标组成，这些浮标随着海浪上下波动，从而驱动发电机。该系统效率不高，但据其发明家称，它能够产生0.36 kW。

如今，已有600多项专利利用波浪的力量来产生电能。这些可以通过垂直振动产生的力或波浪对海岸的冲击产生的力起作用。

波能如何工作？

在葡萄牙佩尼切的奔马转换器。资料来源：Dipl。Ing。Guido Grassow

波浪发电系统的操作取决于您想从波浪中利用的运动。岸上有漂浮或锚固的系统，它们利用水的垂直振动，而其他系统则可以捕获沿岸波浪的冲击力。

同样，也有一些利用波表面下压力的变化的方法。在某些情况下，波浪的动能使海水得以储存并利用其势能（重力下降）来激活电动涡轮机。

在其他系统中，波浪的机械能会产生液压活塞或空气团的运动，从而激活液压马达或涡轮机发电。

-陆上浮动或锚固系统

这些系统可以半淹没或淹没，并可以利用陆上波浪引起的振荡运动。一些系统使用表面膨胀力，而其他系统则使用深度运动。

表面膨胀

存在铰接段的系统，例如Pelamis或“海蛇”，其中波浪移动铰接模块，这些模块激活联接到发电机的液压马达系统。

另一个替代方案是“萨特鸭子”，其中固定在轴上的浮标随海浪进行俯仰运动，还启动了液压马达。另一方面，有一系列基于浮标的建议，这些浮标的振荡也会激活液压系统。

深度摇摆

阿基米德波浪振荡器由两个圆柱体串联安装在锚定到海底的结构上。上圆柱体具有侧面磁铁，并在波浪的压力下垂直向下移动。

当气缸下降时，它将压在装有空气的下部气缸上，并且随着波浪压力的产生，气压将系统向上推。沿磁化圆柱体的垂直方向的振荡运动允许通过线圈发电。

浪龙

它由一个浮动平台组成，该浮动平台通过鳍片绑在底部，可让鳍片接收波浪移动的水，从而导致建筑物泛滥。水积聚，然后通过涡轮机通过中央立柱循环。

-沿海系统

这些系统安装在海岸上，并利用了碎波产生的能量。这些系统的局限性在于它们只能在强波浪海岸上工作。

一个示例是巴斯克工程师IñakiValle设计的系统，该系统由一个固定在斜坡上的平台组成，并在轨道上装有磁铁。波将磁铁向上推动，在重力作用下下降，并且运动感应出一个线圈来发电。

系统

它由一个板系统组成，该板系统随着波的起伏而来回摆动，并且该运动借助于活塞泵来激活电动涡轮机。

系统

在这种情况下，问题是锚定在海岸上的浮板接收波浪的破坏力并启动液压系统。液压马达继而驱动发电的涡轮机。

CETO系统

它由一系列固定在海底的浮标组成，浮标的振荡会激活将海水输送到海岸的液压泵。泵送的水启动涡轮机发电。

利用势能的系统

有许多系统可以将海水储存在水箱中，然后通过重力作用可以启动Kaplan涡轮并发电。水像TAPCHAN系统（锥形通道波浪发电系统）或SSG波浪能量（海浪槽锥发生器）一样，由波浪自身驱动到达水箱。

水气柱系统

在其他情况下，由波浪驱动的水的力用于移动一列空气，当穿过涡轮机时，这些空气会发电。

例如，在OWC（振荡水柱）系统中，水流中的水通过管道进入并驱动室内空气。气柱升起穿过烟囱，并穿过涡轮机到达室外。

当水退潮时，空气重新进入烟囱，再次移动涡轮机。其设计使其在两个流中都沿相同方向移动。

另一个类似的系统是ORECON，其中腔室内水的振荡驱动浮子，浮子又压迫空气通过涡轮。该系统通过双向移动空气而均等地工作。

优点

波浪农场。资料来源：P123

再生能源

它是来自海浪等几乎取之不尽的自然资源的能量。

能源免费

波浪能的来源是海浪，对海浪没有经济所有权。

清洁能源

波浪能不会产生废物，迄今为止建议使用的系统在此过程中也不会产生相关的废物。

低环境影响

对水生或沿海环境的任何干扰都会对环境产生一定的影响，但是大多数建议的系统影响较小。

与其他生产目的的关联

一些波浪发电系统允许抽取海水来进行脱盐过程并获得饮用水，或用于生产氢气。

例如，TAPCHAN和SSG Wave Energy等从事沿海收集和储存海水的作业。

缺点

大多数缺点不是绝对的，而是取决于我们正在评估的特定波浪系统。

波浪力和规律性

能量产生的速率取决于波浪在规律性和强度方面的随机行为。因此，限制了可以有效利用这种能量的区域。

波的幅度和方向趋于不规则，因此输入功率是随机的。这使得设备难以在整个频率范围内获得最佳性能，并且能量转换效率不高。

保养

考虑到海洋硝石的腐蚀作用和海浪本身的影响，所涉及结构的维护会带来一定的困难和成本。在离岸和淹没设施的情况下，维护成本因进入困难和需要定期监督而增加。

气候和环境条件

捕获波能并将其转换为电能的结构在海洋环境中处于极端条件下。这些包括湿度，硝石，风，雨，暴风雨，飓风等。

暴风雨意味着设备必须承受比标称值大100倍的负载，这可能导致设备损坏或全部损坏。

海洋生物

海洋生物也是可能影响诸如大型动物（鲨鱼，鲸类）等设备功能的因素。另一方面，双壳类和藻类粘附在设备表面，导致严重的劣化。

初始投资

由于所需的设备及其安装的困难，初期的经济投资很高。该设备需要特殊的材料和涂层，密封和锚固系统。

对人类活动的影响

根据所用系统的类型，这些因素可能会影响该地区的航行，钓鱼和旅游胜地。

使用波浪能的国家

莫特里科波发电厂（西班牙）。资料来源：Txo

西班牙

尽管在波浪能方面，地中海的潜力很低，但在坎塔布连海和大西洋，它的潜力却很高。在巴斯克（Busque）的穆特里库（Mutriku）镇，有一座发电厂，建于2011年，配备16台涡轮机（功率300千瓦）。

在桑托尼亚（坎塔布里亚），还有另一个波浪发电站，该波浪发电站使用10个水下浮标来利用波浪的垂直振荡能量并发电。在加那利群岛，由于其海岸的有利条件，有几个项目可以增加波浪能。

葡萄牙

2008年，Ocean Power Delivery（OPD）公司在葡萄牙海岸5公里处安装了三台Pelamis P-750机器。这些位于波瓦瓦里姆附近，装机容量为2.25兆瓦。

苏格兰（英国）

OWC技术正在Orkney岛上使用，该岛自2000年以来已安装了称为LIMPET的系统。该系统的最大产量为500 KW。

丹麦

2004年，在丹麦安装了Wave Dragon型试点项目，其尺寸为58 x 33 m，最大功率为20 KW。

挪威

Svaaheia（挪威）的SSG Wave Energy系统的工厂正在安装中。

我们

2002年，新泽西州安装了一个电力浮标设备的试点项目，该浮标的直径为5 m，长度为14 m，最大功率为50 KW。

在俄勒冈州，加里波第港口安装了SSG Wave Energy中试厂。同样，在夏威夷，他们促进可再生能源，就毛伊岛而言，主要的可再生能源是波浪能。

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   气喘吁吁。在线：锥形通道waveenergy.weebly.com