一种利用波浪能发电装置

赵润禾

（山东科技大学，山东 青岛 266000）

1 波浪能利用前景

海洋不仅拥有丰富的水产、矿产资源，更蕴藏着巨大的能源。利用海浪发电，既不消耗任何燃料和资源，又不产生任何污染，因而是一种干净的发电技术。因此，世界上各个国家都十分重视并且花大力气开发与研究海洋波浪能，尤其是研究和开发波浪能发电装置。

2 波浪能发电现状

当今世界上有多种波浪能发电装置，现在主流的海上发电装置有振荡水柱式发电装置，该装置利用海浪波峰波谷作用来进行转换空气流，带动电动机运动，产生电流。由于这种方式产生的空气流是不稳定的振荡气流，所以对控制系统和电能转换系统有较高的要求，转换效率低，经济性很差，它能普及的原因是国外海域波能密度大，但由于我国的情况，波能密度普遍低，故不建议在我国推广其次还有鸭式海浪发电装置，该装置则是利用浮力大小在纵深方向上逐渐递减的原理来进行设计，能使转换效率最大化，机构简单大面积布置效果好，但由于结构复杂，海上工作的安全性差，在我国很少获得试用还有波动阀式海浪发电装置利用装置随海浪上下浮动，产生相对运动利用液压马达进行发电，制造成本偏低，能抵抗大风大浪，但维修费用不低，使用比较普遍，我国现有的经济水平较难达到还有比较普遍的就是振荡浮子式发电装置，利用浮体随波浪上下浮动，该装置能量转换装置较少，转化效率高，机构简单，造价低廉，可大规模生产，但是不能抵抗大风大浪，容易损坏，所以利用前景不太明朗。

3 需解决技术问题

（1）海洋能发电所需条件。①海浪能量分布范围广，能量密度小，需要若干个小型设备同时收集海浪的能量；②从各个小型设备收集的能量不易集中，需要某一特殊装置将这些分散的能量加以集中利用，并作用同一台发电机上，以降低设备成本；③对设备的抗海水腐蚀、抗海水击打、较好的耐久性以及可靠性要求较高；④海流方向的不确定性，要使水轮能保持一个方向的转向，并保证能源的高利用率；⑤基体的确定及固定能使装置保持相对稳定。

（2）海洋能发电经济地要求。①结构简单，能进行批量生产，且成本较低；②可靠性高，能保证长时间的工作状态不易损坏；③便于维修，避免运送，原地维修。

4 波浪能发电装置设计

（1）设计背景。波浪能发电装置大都放置在海水中，海洋的一些恶劣环境时常发生，另外海水具有一定的腐蚀性，可能会造成波浪能发电装置的破坏与失效，因此波浪能发电装置的稳定性以及抗腐蚀性成为首当其冲要解决的问题。海面的垂直方向波浪能不稳定，而在平行于海平面方向往往受到较大的风浪冲击，因此为充分利用水平方向的风浪的动力，并减少对设备地冲击与损伤，在吸纳国内外成熟技术的基础上，创新设计了横动海面波浪能发电浮子。

（2）横动浮子设计。本产品设计为横动浮子式，建造难度以及设计难度较其余波浪能装置低，构造相对简单。该浮子设计为近似球形，在球形的中间部分安装有支杆，通过浮子中间的支杆与传动机构相连，经由传动机构带动主体内部的发电系统进行发电。浮子结构简单重量较轻，仅有浮子部分浸没于海水中，节省了昂贵的材料费与维护费。机体上链接有多个浮子，从而利用多个方向的水平波浪能，当其中的某个浮子出现故障时，其余浮子不会受到影响而继续工作，球形浮子与其他形状的浮子相比，具有较少的菱角，能够大大增强在海水中的耐腐性。

5 结语

海洋能发电平台地开创能够为沿海城市提供充足得能源供给，缓解东部沿海地区的能源不足。同时，波浪能发电装置也可以为孤立得海岛提供能源支持，具有良好得应用前景，对我国新能源地普及有重大意义。