77、海洋波浪能转换器技术评估

海洋波浪能转换器技术评估

1. 引言

海洋蕴含着丰富的能源，如潮汐能、潮流能、海洋热能、盐度梯度能和海洋波浪能等。其中，波浪能是最具潜力的能源之一，目前有许多相关的研究项目正在进行。利用波浪能是实现可再生能源目标的重要一步，但海洋波浪能转换器（WEC）从概念到商业应用仍面临诸多挑战。

2. 波浪能转换器类型

2.1 振荡水柱（OWC）

OWC 装置包含一个底部开口的气室，部分浸没在海水中，气室上方在海面之上，顶部有与发电单元相连的涡轮机。当波浪靠近时，水进入气室，对气室内的空气施加压力，压缩空气通过涡轮机排入大气，带动发电。随着水柱下降，空气又以同样方式返回气室，只要涡轮机旋转，波浪的反复作用就能持续发电，且波动较小。

OWC 使用低压井涡轮机，它能在空气的正反两个单向流动方向上旋转。然而，OWC 在生产和运行过程中产生的噪音是一大挑战。根据结构，OWC 可分为固定结构和浮动结构两类：
- 固定结构 OWC ：大多位于海岸线或近岸，通常固定在海底或岩石峭壁上，安装和维护较为容易。
- 浮动结构 OWC ：能获得比波浪频率更高的发电频率，但安装和维护难度大，且需水下电缆运行。

印度曾在 1982 年测试了 OWC 装置用于海水淡化，1990 年在印度（喀拉拉邦维津贾姆）安装了 OWC 原型。

2.2 越浪装置（OTD）

越浪装置（也称为终结者）类似于传统的低水头水力发电装置，将波浪能转化为势能。该装置通常将海水波浪捕获到水库中，然后通过低水头涡轮机释放。例如 Wave Drag