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- 为什么说波浪能是很有潜力的海洋能源
为什么说波浪能是很有潜力的海洋能源
&&&&广阔无垠的海面上，海浪汹涌澎湃。一旦海上掀起洪浪巨涛，海面上就像有千万匹狂奔疾驰的野马咆哮冲撞，撼天动地。说到海浪的桀骜不驯和它具有的能量，我们不能不提及100多年前发生在美国西部太平洋沿岸的一桩怪事。&&&& 1894年12月的一天，哥伦比亚人海口处狂风大作，怒涛翻滚。灯塔看守人望着窗外骤然变黑的海空，不住地祈祷上帝保佑。忽然他听到屋顶上炸雷般的巨响，没等他弄明白怎么回事，就见天花板上坠落下一黑色怪物，看守人定下神后，才看清这黑色怪物原来是一块大石头。他非常奇怪，这块四五十千克重的大石头怎么会从天上掉下来呢？后来他请专家鉴定后才知道：这块石头原来是海浪卷到40多米高的空中，然后掉在屋顶上砸下来的。&&&& 历史上曾有这样的记载：巨大的海浪能把一块20吨重的水泥构件从4米深的海水里推到岸上；一场宏大的拍岸浪涛将130吨重的岩石抛到20米高；巨浪曾把一块1370吨重的水泥块推移了15米；60米高的巨浪能把瓦胡岛的北部熔岩海岸砸得粉碎；一艘美国轮船遭到巨浪袭击后，船被断成两截，一截抛上海岸，一截留在海里……据专家推算，海浪拍岸时的冲击力每平方米达20。30吨，最大可达到60吨。一个高2米、周期5秒的海浪，在1000米宽的海面上，至少可以产生2000千瓦的电力。全世界每秒钟的波浪能量达2.7×l09千瓦，每年的波浪能总量为2.3×l014千瓦o小时。&&&& 波浪所造成的灾难是严重的，但是若能驯服这匹桀骜的“野马”，化害为利，它将产生难以估计的影响和效益。面对这巨大的自然能源，人类纷纷进行探索，研究波浪能的种种用途。&&&& 波浪能是以动能形态出现的海洋能之一。海浪是由海面上的风吹动海水形成的，海浪的大小取决于海面风力的强弱、速度的快慢、持续时间的长短和风区面积的犬小，所以不同的风力、不同的速度和不同的持续时间，形成的海浪大小也不相同。&&&& 全球蕴藏的波浪能到底有多少呢？据说目前还没有一个公认的量化数字。1977年有人以世界各大洋平均海浪高1米、周期1秒的波浪推算，断定全球波浪能的功率为700亿千瓦，其中可开发利用的约为20亿~ 30亿千瓦。另外日本专家仅以拥有海岸线1.3万千米的日本推算，其波浪能就有14亿千瓦。&&&& 波浪中蕴藏着巨大的能源，这是不容置疑的事实，所以世界各国都十分重视利用这种能源，将其作为发电的动力。早在1955年，世界上就有了第一台波浪发电机，以后各国先后提出了大约340多种不同方案的科学设想，也出现了许多巧妙而有趣的波浪发电实验装置。目前，已陆续使用的波浪发电装置，就其原理来说，大致可分为三种：一种是利用海浪的上下运动，产生空气流或水流从而带动涡轮机转动；一种是利用波浪的装置随波浪前后摆动或转动，产生空气流或水流，带动涡轮机转动；还有一种是把低压的大波浪变成小体积的高压水，然后把水引入高位水池积蓄起来，使它形成一个水头，再来冲击水轮机转动。&&&& 波浪发电装置按使用***位置的不同，分为“海洋式波浪发电装置”和“海岸式波浪发电装置”两类。海洋式波浪发电装置中最多的是漂浮在海面上的浮标式海浪发电装置，它随着海洋里的波浪起伏而冲击涡轮机发电。其工作原理就是利用波浪上下垂直运动。推动浮筒内的活塞（这个浮筒很像一个非常大的倒置的自行车打气筒）来推动涡轮机发电。当这个浮筒处于浪谷时，空气活塞室的体积增大，里面的气压低于外界的气压，于是外界空气就冲开空气活门，通过导向叶片推动空气涡轮发电机发电；而当它处于浪峰时，空气活塞室的体积变小，里面的气压高于外界的气压，于是室内的空气就冲开空气活门，通过导向叶片推动空气涡轮发电机从而发电。这种浮筒式波浪发电装置的结构简单，效率比较高，目前全球的波浪发电装置基本上都是按此原理设计制造的。同时，也可按此原理，在海岸边建立海岸式大型固定波浪发电站。&&&& 波浪能是自然界存在的巨大能量，发展波浪发电技术，投资小、见效快、无污染、不需原料投入，因而世界各国都很重视，都认为合理开发利用波浪能具有重大的实用价值。目前，世界上多数国家研制的是为航标灯、浮标等提供电源的小型波浪发电装置。据统计，全世界约有近万座这种小型波浪发电装置在运转，仅日本就有1500多座。有些国家已开始研制中、大型的波浪发电装置。&&&& ？&&&& 世界各国研制波浪发电装置、建立波浪发电站及开发利用波浪能的现状如何呢？&&&& 日本于1980年与国际能源机构合作研制了“海明”号波浪发电船，单机的发电量为125千瓦，***10台发电机，总装机容量为1250千瓦，经过两次海上试验，发电成功。日本把“海明”号作为“离岛的自给电源”。日本有346个离岛（即离开海岸的海中独立的岛），这346个离岛在1980年拥有人口102万，其中可以***“海明”号装置的220个岛，人口有80万。据计算，每台“海明”号每年发电量为180万度，可供600户人家使用，这样就解决了离岛上人们的用电问题及其它一大批能源问题。到1985年，日本完成的新波浪式发电装置的发电量已提高到了2000千瓦。日本还于1988年开始在酒井港建造一座20万千瓦的波浪发电装置，用海底电缆向陆地供电。&&&& 英国把波浪发电的研究放在新能源开发的首位，甚至把它称为“第三能源”。借助挪威的成功经验，英国于1989年决定在苏格兰海岸建造一座示范型波浪发电站，并援助毛里求期建造了一座装机容量为2万千瓦的固定式波浪发电站。英国于1991年正式建成波浪发电站，使用了一台韦尔斯气动涡轮机，把一个狭窄岩谷的波浪能变成了电能，这是目前世界上最先进的发电系统。&&&& 挪威于1984年5月开始在拜耳根的西埃格尔顿岛上建设两座波浪发电站，装机容量分别为350千瓦和500千瓦。其中一座电站采用一般的振荡水柱气动或波浪发电装置，另一座则是采取“聚焦”装置，即在发电装置下面的水中设置一排三角形锚形固件，使海水变浅并改变流向，从而“聚焦”，使海浪增高数十米，以此位差推动涡轮发电机发电。紧接着又开始建筑1万千瓦的波浪发电站，这座电站已在90年代初投入运转。挪威还于1988年同印尼签订了协议，在巴厘岛建造1500千瓦级波浪发电站，印尼也因此制定了建造数百座波浪发电站、实现联站并网的发电计划。&&&& 丹麦能源部于1900年研制成功了一座65千瓦的波浪发电装置，已投入海上试验。这种装置是用21吨重的混凝土浮体，随着海浪升降，从而使一具活塞上一卜运动。活塞重5吨，直径2.25米，在一个重200吨的换能器内运动，换能器固定在海床上。当活塞向上运动时，海水通过一台涡轮机带动异步发电机发电；而当浮体处于波谷时，活塞下降，海水则挤入换能器，再通过逆止阀后压出换能器。这种装置结构简单，很少维修，易于批量生产，并且***方便，一天可***2-3台。如能在没海海岸***一排这种装置，还可使平均波高降低10%-20%，从而有利于保护海岸线。&&&& 印度于1989年建成波浪发电站，已开始发电。&&&& 加拿大于1988年在纽芬兰岛南部海岸建成一座世界上最大的波浪发电装置，装机总容量为1000千瓦。&&&& 澳大利亚也在其西部的埃斯佩立斯建造了一座1000千瓦级的波浪发电站，1989年该电站建成发电。&&&& 欧洲共同体的一些国家认为，他们的海岸线上的波浪能开发后将可满足这些国家当前电力需求的65%以上。&&&& 我国有2万多千米长的海岸线，蕴藏着大量波浪能动力资源，估计有1.5亿千瓦以上，可开发利用的约有万千瓦，如果把外海的波浪能加在一起，将有7000多万千瓦。70年代以来，我国也研制成功了小型浮标式波浪发电实验装置，功率约为1千瓦。近些年来，我国有关专家在对海洋能资源进行全国性普查时，发现有不少岛屿具有建设海洋能发电站的条件。大万山岛南岸，具有天然的沟崖和沟槽，涌浪聚集，风大浪高，岸边可翻2米多高的大浪，是良好的波浪发电站址。福建的海坛岛、浙江的大陈岛都有建造波浪发电站的优良条件。&&&& 由此可见，波浪能是很具潜力的能源，只要合理、充分地开发，定会为人类做出贡献。
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英国首座海底波浪能发电场诞生 2018年有望供电
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　　据英国《每日邮报》11月7日报道，英国首座波浪能发电场预计在2018年有望开始提供电力。此处波浪能发电场位于英国康沃尔郡，名为“Ceto&6”，以希腊神话中海神的名字命名。Ceto&6与其他波浪能设备有所不同，它主要在水下运转，海岸上看不到设备，因而避免了风暴的侵袭。如果2018年正常开始发电，Ceto&6将代表英国的第一家波浪发电场。
　　英国的波浪能发电场按计划在2018年可提供1MW电力，供400个家庭使用一年的电量，如果后续加入的14座波能发电场投入运营，到2020年，波浪能发电量达到15MW，足够6，000个家庭的一年用电。这一项目的成功意味着英国首家波浪能发电场同时拥有多个发电设备。
　　波浪能发电可能为成为风电的有效替代方案。鉴于波浪能比风力的预测性更强，同时，英国冬季波浪能量增加可满足高峰用电需求。英国政府一直以来积极全力支持波浪能和潮汐能，苦于资金缺乏，波浪能发电项目并未正式实施。据英国政府说，波浪能发电可解决英国20%用电需求。
　　卡内基波浪能发电公司，第一阶段得到欧洲区域发展基金约1100万美元的资助，并开始着手计划中的康沃尔郡的波浪能中心商业计划。卡内基可能从英国政府对海洋发电的上网电价补贴政策中受益，项目的第二阶段每兆瓦时政府补贴305英镑（约2562元人民币）。
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