1.4 波浪能的开发与利用

波浪能是一种既不稳定又无规律的能源。要利用它需要用不同的技术。

世界上可利用的波浪能源为25亿kW，我国有1285万kW。波浪能利用技术，是利用物体在波浪作用下的升降和摇摆运动，将波浪能转换成机械能；或利用波浪的爬升，将波浪能转换成位能。

绝大多数波浪能转换装置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，转换成旋转机械的机械能，如水轮机、汽轮机、液压电动机和齿轮增速器等；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。

我国利用波浪能技术始于20世纪70年代。1975年研制成1kW的波力发电浮标。

1984年研制成6W小型波力发电装置，用于导航灯标，现已向国外出口。1989年，装机容量3kW的波力发电站在南海大万山岛建成。1991年以来，又在广东、海南和山东建成20kW岸式、8kW摆式和5kW后弯管漂浮式波力示范发电站。规划2020年前，将在山东、海南和广东各建一座1000kW的岸式波力发电站。

图123 OMC波能装置示意图

图1 24 英国Limpet波能发电站

1.4.1 OMC（震荡水柱）技术

它是利用空气作为转换介质。其示意图见

图1 23；英国LIMPET波能发电站，500kW，

固定式，如图124所示；中国100kW固定式电站，也属于OMC技术。

1.4.2 筏式技术

图125为筏式波能装置示意图，它由铰接的筏体和液压系统组成。筏体随波运动，将波浪能转换为筏体运动的机械能（一级转换）；

图125 筏式波能装置示意图

然后将机械能转换成液压能，驱动液压电动机转动，转换成机械能（二级转换）；通过轴驱动电机发电，将机械能转换成电能（三级转换）。

筏式技术优点是抗浪性能好，缺点是与垂直浪向布置相比成本高，英格兰的Pelamis海蛇式波能发电装置，见图126。

图126 英格兰Pelamis海蛇式波浪发电装置

图127 收缩波道波能装置示意图

图128 挪威收缩波道装置

1.4.3 收缩波道技术

收缩波道波能装置由收缩波道、高位水库、水轮机、发电机等组成，见图127。即利用逐渐收缩的流道，将波浪水送入高水库，将波浪能变为势能（一级转换），使高位水库的水位比大海高3～8m，利用水轮发电机组来发电（二级、三级转换）。其优点是一级转换没有活动部件，可靠性高，维护费用低，大浪时系统出力稳定；缺点是小浪下系统转换效率低。目前建成的如挪威的350kW固定式波能发电站，如图128所示。

1.4.4 点吸收（浮子）技术

图129 点吸收装置示意图

利用波浪升降运动来吸收波浪能，由相对运动的浮体、锚链、发电机组等组成，见图129。

依靠动浮体与相对稳定的静浮体的相对运动来吸收波浪能，可用于航标灯。目前建成的有英

国AquaBuOY点吸收波能装置，见图130。1.4.5 鸭式技术

该装置有垂直于来波方向安装的转动轴，横截面轮廓呈鸭蛋形，迎浪面较小，背浪面较大，水下部分为圆弧形，圆心在转轴轴心处。装置在波浪作用下绕转动轴往复运动时，因装置后部圆弧形，不产生向后行进的波；又由于鸭式装置在水下较深，海水靠近表面的波难以从装置的下方越过，故该装置效率很高，示意图见图131。

图1 30 英国点吸收AquaBuOY点吸收

图131 鸭式波能装置示意图

装置形成的排列