波浪能:利用波浪的力量實現永續的未來

  • 波浪能主要來自海洋吸收的風能和太陽能。
  • 有不同的尖端設備和技術可以將波浪能轉換為電能。

波能

海浪含有大量能量 源自風,因此海洋表面可以看成是 巨大的風能收集器.

此外, 海洋吸收大量的太陽能,這也有助於洋流和波浪的運動。這種能量以波浪的形式長距離積累,可透過各種技術用於發電,統稱為波浪能或波能。

波浪是能量的波浪 由風和太陽熱產生,透過海洋表面傳輸。這種運動涉及水分子的垂直和水平位移。當我們觀察波浪的傳播時,我們看到水並沒有向前移動,而是水分子沿著圓形軌道運動。

在溫和的波浪中,靠近表面的水不僅上下移動,而且在波峰處向前移動,在波谷處向後移動,從而使這種能量轉化為電能。 水分子描述圓週運動:當波峰接近時,它們上升,隨著波峰前進,然後在波峰經過時下降,並退回到波谷。

海面上的這些能量波,也就是波浪, 他們可以行駛數千公里 並儲存大量能量,特別是在北大西洋等地區,強風產生的波浪平均每平方公尺海洋表面的能量潛力高達10千瓦。 這個資源是巨大的。 當考慮到海洋的浩瀚時。

振幅變化波

利用波浪能

利用波浪能的技術於 1980 世紀 XNUMX 年代開始研究,此後取得了長足的進步。它專注於將波浪的垂直和水平運動轉化為風能或電能。其中 最有活力的地區 為了實施這項技術,我們找到了緯度在 40° 到 60° 之間的地區,這些地區的風能產生具有良好特性的恆定波浪,可供使用。

從這個意義上說,已經開發了一些 先鋒項目 在歐洲和其他沿海地區,重點介紹了加那利群島開發的例子。

目前,波浪能在許多國家得到應用,其中 優異的成績 在電力生產方面。例如:

  • 在美國每年約 55 TWh 來自波浪運動,佔該國能源消耗的 14%。
  • 在歐洲,這個數字甚至更高,達到每年280太瓦時。

陸上波浪能蓄能器

在一些有風的地區,例如 貿易風,可以安裝水庫系統來累積波浪推動的水。這些水壩必須加高,高於海平面 1,5 至 2 米,以便透過將水釋放回海洋來使用傳統水力發電渦輪機。

該系統在潮汐不會明顯幹擾水庫運作的地區是可行的。此外,在波浪特別強的地區,可以在海上建造混凝土塊, 集中波前的能量 在相對較小的區域內,這將增加系統的能量潛力。

波浪壓力和壓抑

使用波動

利用波浪運動的最著名的技術之一是 振盪水柱 (OWC)。該系統由一個包圍水柱的結構組成,水柱中隨著波浪的向上運動而產生氣壓。這些空氣被迫通過渦輪機以產生能量。該系統還在波浪下降時的低潮階段工作,從而實現電力生產的連續性。

該領域的一個成功例子是 凱美艦 由日本政府和國際能源總署共同開發的壓縮空氣渦輪機提供動力。

創新天才

有多種裝置可以將波的運動轉化為能量。一些例子包括:

  • 科克雷爾的木筏:一種鉸接筏系統,利用波浪的運動為液壓泵提供動力。
  • 鹽鴨:由一系列隨波浪振盪的橢圓形物體組成,每個橢圓形物體都驅動發電機。
  • 蘭卡斯特大學安全氣囊:一根橡膠管,隨著波浪壓縮空氣以驅動渦輪機。

筏式能量波

各種技術解決方案不斷被開發出來,以利用波浪的向上和向下運動。

波動

波浪能的優缺點

波浪能具有巨大的優勢,例如:

  • 可再生且取之不盡用之不竭:利用海洋中始終存在的資源。
  • 環境影響低,但在某些實施土地累積制度的情況下除外。
  • 可以整合到 沿海基礎設施 已經存在。

但它也有缺點:

  • 陸地上或近岸的安裝可能具有很強的 視覺和環境影響.
  • 這是不可預測的 準確地說,因為波浪取決於當時的天氣條件。
  • 系統面 技術複雜性 以及由於海洋環境條件惡劣而導致的操作問題。

波浪能呈現出 巨大的潛力 並正在不斷取得進展,以克服大規模實施中仍存在的挑戰。