一波一波的新能源地出现让低碳、环保深入人心,除了常见的风能太阳能核能外还有一项关键的能源几乎不出现在公众视野,那就是波浪能!
海浪的能源密度不低,事实上比太阳能和风能的密度还高。这跟波浪的形成原理有关,简单的说是由于地球表面被太阳辐射不均匀加热从而产生风,风又吹动水体表面产生波浪。 这些波浪即使传播上千海里但能量衰减很小 (除非上岸)。所以当波浪汇集一处时,能量密度会很大. 北大西洋有一块海域(貌似靠近苏格兰)的波能密度在100kW/m,为全世界最高。 大多数波能丰富的地区集中在30—50度的南北纬海域。澳洲南部漫长的海岸线就在这一区域,平均能量密度60kW/m以上,峰值在83kW/m. 开发一下能满足全澳洲三倍用电量。
看不懂英文的下面上图了。
一般学术界把波浪能量转换器(wave energy converter) 按照运行原理分成三种:attenuator(下一) , point absorber, terminator(以salter’s duck为代表),后来加入了oscillating water colomn, surge converter,submerged pressure differential 和overtopping。
Surface Attenuater: 这是一种蛇形的波浪能转换装置,随波扭动,带动内部的机械传动装置进行发电。
overtopping device: 波浪传递过程中,波峰的水涌进浮体的reservoir,与mean sea level形成高度差。水向下流通过turbine驱动发电。
Oscillating wave surge converter: 一端固定在海底,一段随波浪摆动,通过hydaulic pump驱动发电机。
前几年佐治亚理工有科学家还研制成功一种很fancy的波浪纳米摩擦发电机。具体原理可以百度。
波浪能有个较大的优点就是随时都有,全世界哪片海没波浪的,而且这玩意儿昼夜不停。缺点则是好多新能源的通病——能量密度太低、输出不稳定。另外这些装置会产生电磁场,对海洋生物产生一些不良的影响。
现在说下目前的发展现状. 波能研究起步最早的依次是欧洲>日本>美国>澳大利亚。欧洲本着科学玩票的精神在1790年就开发出了第一个波能吸收装置 (忘了干嘛用的了). 日本有能源危机意识,上世纪80年代开发出一种波能发电船. 美国一直不缺石油天然气,所以漫不经心地研究;澳大利亚这个傻白甜被气候变化吓傻了,这两年各种新能源项目一股脑地上。
不得不说波能利用目前还没商业化, 有两个主要的原因。
首先是石油价格太低、天然气太低,煤炭价格太低。
其实对于每一种新能源来讲都是这样, 人类社会的本性就是安于现状,不被逼到墙角不会去跳墙。 上世纪八十年代石油危机两伊战争,石油价格疯涨,西方能源危机。给各研究所的资金也疯涨,结果波能技术狠狠地前进一大步,后来油价一下跌马上发展缓慢。
其次就是工况条件复杂且恶劣,直接导致了效率低成本高。设计的难度甩风能和太阳能好几条街。 但是这个领域民科很多啊,不就是一个板板被浪催么,比如下图这种,用浮子带动连杆,连杆推动活塞做功。
http://www.gesep.com/news/show_2_26022.html
我只想说,这种装置原型至少在一个世纪以前就提出来了,事实证明不可用,效率极低而且很容易损坏.
该 道还说
2007年,他将这一发明专利上 国家知识产权局,一开始,国家知识产权局还有些怀疑,并专门派人来到袁水兴家中,对这一设备进行了考察。经过一番仔细研究,这位专家当场表示,大海的情况太复杂,中国很多大的机构一直都在研究怎样用波浪发电,但还没有人能够研究成功,而像袁水兴这样能用波浪发电成功,在中国还是第一人。而且,这个发明还有一个环保优势,不需使用易燃烧的能源,不会排放任何污染环境的东西。
我来po一个未来一两年内极有可能第一个商业化的波能发电装置。 他们开发的CETO系列产品,单机功率在1MW,30个相当于一个中小型火力发电厂,可全年运行,0污染.
那两个漂浮的黑点是人……..
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