清潔可再生能源——波浪能

波浪能是海洋能的一種具體形態(tài)，也是海洋能中最主要的能源之一。波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能，其發(fā)電原理就是將水的動能和勢能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

在“雙碳”目標(biāo)的推動下，清潔能源逐漸成為能源未來發(fā)展的主流方向。波浪能作為一種蘊(yùn)含在海洋中的可再生能源，具有可再生性和綠色環(huán)保優(yōu)點。

波浪能的發(fā)電原理

波浪能發(fā)電裝置形式多樣，但大致原理基本一致，即先通過波浪能捕捉裝置將波浪能吸收，再通過傳動機(jī)構(gòu)將波浪能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定輸出的機(jī)械能，然后利用發(fā)電裝置將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。

波浪能的發(fā)電方式有很多種，按照不同的能量轉(zhuǎn)換形式分為機(jī)械式發(fā)電、氣動式發(fā)電和液壓式發(fā)電。

機(jī)械式：通過某種傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)波浪能從往復(fù)運動到單向旋轉(zhuǎn)運動的傳遞來驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電的方式。

氣動式：通過氣室、氣袋等泵氣裝置將波浪能轉(zhuǎn)換成空氣能，再由氣輪機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電的方式。

液壓式：通過某種泵液裝置將波浪能轉(zhuǎn)換為液體(油或海水)的壓能或位能，再由油壓馬達(dá)或水輪機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電的方式。

波浪能的優(yōu)缺點

波浪能是一種清潔的可再生能源，它的開發(fā)和利用對緩解能源危機(jī)和減少碳排放是非常重要的。波浪能主要的優(yōu)缺點主要有：

優(yōu)點

• 清潔且可再生
• 能量密度高、分布廣泛、易于直接利用、取之不盡用之不竭
• 防止土地破壞，并且可以為海島供電

缺點

• 效率偏低，一般要經(jīng)過三級能量轉(zhuǎn)換才可轉(zhuǎn)化為電能，過程中能量損失較高
• 不穩(wěn)定性，波浪并不是持續(xù)穩(wěn)定存在的，時大時小時有時無
• 由于波浪能發(fā)電裝置需要在海洋中，對裝置材料的防腐蝕性和穩(wěn)固性要求較高
• 成本偏高，要高于風(fēng)能、太陽能發(fā)電的成本
• 占用海洋空間，嚴(yán)重時可能會影響海洋生態(tài)

中國的波浪能發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀

我國對波浪能利用技術(shù)還不成熟，仍處于海況示范研究階段。2020年6月，山東威海淺海海上綜合實驗場和廣東珠海萬山波浪能實驗場完成建設(shè)，首臺裝機(jī)功率達(dá)500kW的鷹式波浪能發(fā)電裝置“舟山號”正式交付，它是我國目前單臺裝機(jī)功率最大的波浪能發(fā)電裝置。今年6月兆瓦級波浪能發(fā)電平臺在東莞正式開工建造，實現(xiàn)在遠(yuǎn)海島礁的并網(wǎng)示范，建成以波浪能為主體電源的新型電力系統(tǒng)示范島。

中國科協(xié)科普部

新華網(wǎng)

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