我國海洋波浪能的發展進展

　　海洋中的波浪的絕大部分是由風對海面的擾動引起的。風的能量來自太陽。所以說海洋波浪能是一種可再生能源。據世界能源委員會的調查顯示，全球可利用的波浪能達到20億千瓦，相當于目前世界電產量的2倍。

　　波浪能具有以下優點：1.波浪能以機械能形式出現，是海洋能中品位最高的能量；2.波浪能的能流密度最大，在太平洋、大西洋東海岸緯度40～60°區域，波浪能可達到30～70kW/m，某些地方達到100kW/m；3.波浪能是海洋中分布最廣的可再生能源——大海里很難找到沒有波浪的地方。這意味著：（1）波浪能可通過較小的裝置實現其利用；（2）波浪能不僅可以提供可觀的廉價能量；（3）波浪能可以為邊遠海域的國防、海洋開發等活動提供能量。因此，世界各海洋大國均十分重視波浪能利用研究。

　　一、波浪能利用技術

　　關于波浪能轉換的各種專利已超過1500項。波浪能裝置千變萬化，但通常具有兩個部分：第一部分為采集系統，作用是俘獲波浪能；第二部分為轉換系統，即把俘獲的波浪能轉換為某種特定形式的機械能或電能。采集系統的形式有振蕩水柱式（OWC）、振蕩浮子式（Buoy）、擺式(Pendulum)、鴨式(Duck)、筏式(Raft)、收縮坡道式(Tapchan)、蚌式(Clam)等，提高波浪能俘獲量的技術有通過波浪繞射或折射的聚波技術，以及通過系統與波浪共振的慣性聚波技術。轉換系統有空氣葉輪、低水頭水輪機、液壓系統、機械系統以及發電機等，提高轉換效率的方法有可控葉片、變阻尼、整流、定壓等，提高能量質量的方法有能量緩沖和調勵磁等。

　　目前最常見的是振蕩水柱+空氣葉輪的波浪能裝置，裝機容量1kW以下的大約有1000多個，用于為導航浮標供電，已經走向商業化（圖1）；裝機容量數十到數百kW的波浪能裝置大約有10座左右。最大的一座是歐盟建造的2MW裝置Osprey，可惜在下水時破損。成功建成的有英國和挪威的500kW裝置各一座（圖2），葡萄牙400kW裝置一座，日本120kW裝置一座、40kW裝置一座、1kW以下裝置600余個，我國100kW裝置一座、20kW裝置一座、1kW以下裝置700余個。該裝置的優點在于采用空氣傳遞能量，避免波浪對脆弱的發電系統的直接打擊；其缺點是空氣葉輪轉換效率不高，特別是在小浪時；而且發電不穩定，對于10kW以上的波浪能裝置須與柴油機或電網并聯才能正常工作。

　　振蕩水柱+空氣葉輪的波浪能裝置

　　振蕩水柱+空氣葉輪的波浪能裝置

　　除了振蕩水柱+空氣葉輪之外，目前較為成功的波浪能裝置還有振蕩浮子式、擺式、筏式與液壓系統的組合。

　　英國的Pelamis裝置（圖3）采用筏式+液壓系統，裝機容量達到700kW，是目前世界上裝機容量最大的波浪能裝置。該裝置的優點在于采用了蓄能器，輸出穩定，抗風浪沖擊能力強。缺點為俘獲波浪能效率不高。

　　振蕩水柱+空氣葉輪的波浪能裝置

　　振蕩浮子+液壓系統是目前發展勢頭最猛的波浪能裝置。該技術采用浮子俘獲波浪能，通過與浮子連接的液壓裝置將波浪能轉換成液壓能，再通過發電機轉換成電能，或通過其它設備制造淡水或冰。

　　振蕩浮子技術發展迅速的原因是：1.俘獲波浪能效率以及轉換效率均高；2.振蕩浮子制造相對最為簡單；3.采用液壓系統，能量容易匯集，形成大規模發電系統；4.可以提供電力，也可以提供非電力的動力，實現一機多用。

　　英國、美國、荷蘭、瑞典、丹麥、中國均開展了振蕩浮子式波浪能裝置的研究。其中，英國Wavebob公司研制的裝置有望在2005年實現小比例的實海況實驗，2006年開始正式發電，預計把電送上岸的電價為3～5歐分（eurocents）/kWh。荷蘭的Teamwork Tech"hylanda">　　總的來說，我國的波浪能轉換研究進步是明顯的，在世界上也有一定影響，目前可以進入示范階段，但尚未進入商業開發階段。波浪能利用在技術上并未完全成熟，還需要國家進一步的支持。