波浪能开发与研究现状.ppt

波浪能开发与研究现状综述 主要内容 研究背景波浪能研究现状 研究背景 能源危机 BP世界能源统计2006 的统计数据表明 以目前开采速度计算 全球石油储量可供生产40年 天然气和煤炭则分别可以供应65年和162年 可再生能源太阳能 风能 水能 生物质能 海洋能等 海洋能海洋能是指依附在海水中的能源 海洋能主要包括波浪能 潮汐能 海流能 温差能 盐差能 波浪能优点及其利用技术与其他的海洋能资源相比 波浪能具有以下优点 1 波浪能以机械能形式出现 是海洋能中品质较好的能量 2 波浪能的能流密度最大 在太平洋 大西洋东海岸纬度40 60 区域 波浪能可达到30 70kW m 某些地方达到100kW m 3 波浪能是海洋中分布最广的可再生能源 这意味着 1 波浪能可通过较小的装置实现其利用 2 波浪能价格低廉 3 波浪能适用于边远海域的岛屿 国防 海洋开发等活动 4 波浪能利用装置可在已有设施及工程的基础上进行安装和建设 如护岸 防波堤 或与此类设施及工程同时建设 可明显地降低波能利用装置的开发及建设成本 并实现功能多元化 波浪能研究现状 英国英国具有世界上最好的波浪能资源 从20世纪7O年代开始 英国将波浪发电研究放在新能源开发的重要位置 20世纪80年代 英国已成为世界波浪能研究的中心 主要装置 LIMPET Pelamis挪威挪威主要对波浪发电装置的理论设计做出了较大贡献 提出了相位控制原理和喇叭口收缩波道式波能装置等 主要装置 固定式收缩波道装置 葡萄牙葡萄牙有着发展波浪发电得天独厚的自然条件优势 政府和科研机构对海浪能资源越来越重视 2008年1月葡萄牙政府就在葡萄牙西海岸的SaoPedrodeMoel建立大型海洋实验区 进行远海海浪能开发 其装机容量达250MW 其他国家美国近年来也将目光投向波浪能资源的开发利用 政府和很多科研机构投入了大量资金用于波浪发电装置的研发 日本一直重视波浪能技术向生产应用的转化研究 在波浪能转换技术实用化方面走在世界前列 澳大利亚 荷兰 丹麦 以色列 加拿大 印度尼西亚等国家也对波浪发电进行了一系列研究开发 有关国家在2004年至2008年期间对海浪发电技术的资金投入比 目前世界上的波能利用技术主要有 振荡水柱式 OWC 振荡浮子式 点吸收式 收缩波道技术筏式技术摆式技术 振荡水柱式 装置示意图 分类 A 漂浮式B 固定式 优点 转动机构不与海水接触 防腐性能好 安全可靠 维护方便 缺点 二级能量转换效率较低 英国Limpet电站 固定式 澳大利亚OWC 振荡浮子式 点吸收式 装置示意图 振荡浮子式装置是在振荡水柱式装置的基础上发展起来的波能发电装置 它用一个放在港中的浮子作为波浪能的吸收载体 然后将浮子吸收的能量通过机械或液压装置转换出去 用来驱动电机发电 目前建成的典型的点吸收式装置有英国的AquaBuoy装置 阿基米德波浪摆 AWS 美国OPT公司的PowerBuoy OregonStateUniversity的LinearGeneratorBuoy AquaBuoy AWS PowerBuoy LinearGeneratorBuoy 收缩波道技术 装置示意图 优点 一级转换没有活动部件 可靠性好 维护费用低 在大浪时系统出力稳定 缺点 小浪下的系统转换效率低 对地形要求苛刻 目前建成的收缩波道电站有挪威350kW的固定式收缩波道装置以及丹麦的WaveDragon Overtoppingtypewaveenergyconversion WaveDragon 波浪龙 筏式技术 装置示意图 优点 筏体之间仅有角位移 即使在大浪下 该位移也不会过大 故抗浪性能较好 缺点 装置顺浪向布置 单位功率下材料的用量比垂直浪向布置的装置大 可能提高装置成本 采用筏式波浪能利用技术的有英国Cork大学和女王大学研究的McCabe波浪泵波力装置和苏格兰OceanPowerDelivery公司的Pelamis波能装置 McCabe Pelamis 海蛇 摆式技术 装置示意图 优点 相对于其他装置来说 成本略低 缺点 转换效率不稳定 在恶劣的海洋环境下可靠性较低 易损坏 采用摆式波浪能利用技术的有日本的装机容量为5kW的推摆式波力电站 由英国贝尔法斯特皇后大学以及AquamarinePowerLtd共同研制的 Oyster Oy