最近熱映的李安導(dǎo)演的《少年派的奇幻漂流》電影,讓我們見識了大海的美麗,我們欣賞到了平靜如鏡倒映著整個天空的海面,也見識了折磨少年派的驚濤駭浪的威力。從驚濤駭浪的威力中,我們可以看得到海浪具有的巨大能量,如果我們?nèi)祟惸軌虬押@说哪芰坎东@,那該多好呢。
其實海浪、風(fēng)、太陽之間有著密切的關(guān)系。海浪的形成是因為風(fēng),而風(fēng)又是因為空氣受熱不均流動而形成的。所以海浪具有的能量——波浪能,實際上來源于太陽能。波浪由于風(fēng)的作用形成,因此波浪能的能量傳遞速率和風(fēng)速關(guān),也和風(fēng)與海面相互作用的距離有關(guān)。種種因素造成波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源,因此真正的捕獲和利用它有很大的難度。
自石油危機(jī)之后,世界各國都投入大量的人力物力到新能源研究開發(fā)中,波浪能也從那時起迎來黃金發(fā)展時期。經(jīng)過幾十年的研究開發(fā),到目前為止,各式各樣的波浪能裝置已經(jīng)有一千多種。但這些裝置大體上都是由三部分組成:第一部分為采集系統(tǒng),主要是俘獲波浪能,為一級轉(zhuǎn)換;第二部分是能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng),作用是把俘獲來的波浪能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,例如機(jī)械能,為二級轉(zhuǎn)換;再將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能,稱為三級轉(zhuǎn)換。
下面介紹三種典型的波浪能技術(shù):
1.漂浮式波浪能裝置,該技術(shù)近年來發(fā)展最為活躍,采用振蕩浮子或鴨體來俘獲波浪能,然后將俘獲來的波浪能轉(zhuǎn)化為浮子(鴨體)運(yùn)動的機(jī)械能,再將機(jī)械能通過液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為液壓能,最后轉(zhuǎn)化為電能。
2.收縮波道式,其依靠逐漸收縮的導(dǎo)浪墻俘獲波浪能,使之在逐漸收縮的導(dǎo)浪墻中放大,直到越過導(dǎo)浪墻頂進(jìn)入高于海面的水庫。進(jìn)入水庫的水通過水輪-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能。
收縮波道式原理圖(來源于香港可再生能源網(wǎng))
3、振蕩水柱式,其通常是采用一個氣室俘獲波浪能。當(dāng)波浪作用在氣室內(nèi)時,水柱就會上下運(yùn)動。水柱的上下振蕩可以使氣室內(nèi)水面上的空氣來回進(jìn)出,從而推動渦輪旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
振蕩水柱式原理圖(來源于香港可再生能源網(wǎng))