未來新能源波能 --誰能幫我找到關(guān)于此方面的資料,我寫論文,但關(guān)于此方面的資料太貧乏了!?。。。。。。?/p>
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時間:2024-08-17 12:44:53
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未來新能源波能 --誰能幫我找到關(guān)于此方面的資料,我寫論文,但關(guān)于此方面的資料太貧乏了?。。。。。。。 緦<医庹f】: 一、波能的介紹 波能即海洋波浪能。 海洋中的波浪的絕大
【專家解說】: 一、波能的介紹
波能即海洋波浪能。 海洋中的波浪的絕大部分是由風(fēng)對海面的擾動引起的,風(fēng)的能量來自太陽,所以說海洋波浪能是一種可再生能源。它取之不盡, 用之不竭,無污染,可謂潛力巨大。每年,在海岸浪費的波能是目前世界年發(fā)電量的兩倍以上。
二、波能發(fā)電
波能發(fā)電是通過波浪能裝置將波能首先轉(zhuǎn)換為機械能(液壓能),然后再轉(zhuǎn)換成電能。這一技術(shù)興起于上世紀80年代初,西方海洋大國利用新技術(shù)優(yōu)勢紛紛展開實驗。
波能具有能量密度高、分布面廣等優(yōu)點。它是一種取之不竭的可再生清潔能源。尤其是在能源消耗較大的冬季,可以利用的波浪能能量也最大。小功率的波浪能發(fā)電,已在導(dǎo)航浮標(biāo)、燈塔等獲得推廣應(yīng)用。
三、波浪能具有以下優(yōu)點
1.波浪能以機械能形式出現(xiàn),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(qū)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?jīng)]有波浪的地方。這意味著:(1)波浪能可通過較小的裝置實現(xiàn)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(fā)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。
四、波能在中國的開發(fā)狀況
我國有廣闊的海洋資源,波浪能的理論存儲量為7000萬千瓦左右,沿海波浪能能流密度大約為每米2千瓦-7千瓦。在能流密度高的地方,每1米海岸線外波浪的能流就足以為20個家庭提供照明。
五、世界主要國家波能開發(fā)現(xiàn)狀
據(jù)世界能源委員會的調(diào)查顯示,全球可利用的波浪能達到20億千瓦,相當(dāng)于目前世界電產(chǎn)量的2倍。
從上世紀70年代石油危機開始,各國開始將注意力轉(zhuǎn)移到利用本地資源和尋找適宜廉價的能源上。海洋是孕育人類的搖籃,地球上75%的面積都是海洋,人類向大海索取資源已成為必然的趨勢。波浪發(fā)電是繼潮汐發(fā)電之后發(fā)展最快的海洋能源利用形式,到目前為止,世界上已有日本、英國、愛爾蘭、挪威、西班牙、瑞典、丹麥、印度、美國等國家相繼在海上建立了波浪發(fā)電裝置。100多年來各國科學(xué)家提出了300多種設(shè)想,發(fā)明了各種各樣的發(fā)電裝置,但普遍存在發(fā)電功率小、發(fā)電質(zhì)量差、單機容量在千瓦級以下等缺陷。因而波浪發(fā)電技術(shù)仍未達到普及的應(yīng)用水平。
近年來,在各國的新能源開發(fā)計劃中,波能的利用已占有一席之地。盡管波能發(fā)電成本較高,需要進一步完善,但目前的進展已表明了這種新能源潛在的商業(yè)價值。日本的一座海洋波能發(fā)電廠已運行8年,電廠的發(fā)電成本雖高于其它發(fā)電方式,但對于邊遠島嶼來說,可節(jié)省電力傳輸?shù)韧顿Y費用。目前,美、英、印度等國家已建成幾十座波能發(fā)電站,且均運行良好。
六、國內(nèi)波浪能研究存在問題及解決辦法
全球波浪能能流密度相差懸殊:最豐富的地區(qū),其能流密度達100kW/m以上;而最不豐富的地區(qū),其能流密度接近于0。中國海岸大部分的年平均波浪功率密度為2~7kW/m。 英國、葡萄牙等國家的波浪能能流密度達到40~60kW/m,波浪能發(fā)電成本有可能降到目前風(fēng)能發(fā)電的水平。因此,這些國家可以大規(guī)模開發(fā)波浪能。其關(guān)鍵問題是提高波浪能發(fā)電效率、裝置的建造技術(shù)、降低成本,以求獲得最佳經(jīng)濟利益。采用技術(shù)為在大浪下具有較高可靠性的波能轉(zhuǎn)換技術(shù)以及并網(wǎng)技術(shù),如振蕩水柱技術(shù)、變勵磁、變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)等。
中國的波浪能發(fā)電成本要昂貴得多。從目前技術(shù)水平看,其發(fā)電成本要降到目前風(fēng)能發(fā)電的水平是不可能的。因此現(xiàn)在應(yīng)著重于在波浪能是最便宜的能源的邊遠海島、鉆井平臺、深海采礦等常規(guī)能源難以供應(yīng)的場所發(fā)展。關(guān)鍵是在降低發(fā)電成本的同時,提高發(fā)電的穩(wěn)定性,發(fā)展波浪能獨立發(fā)電系統(tǒng),使用戶直接使用波浪能。
?。ㄒ唬┎ɡ四苎b置的穩(wěn)定輸出問題
要實現(xiàn)波浪能獨立發(fā)電系統(tǒng),首先要解決的是波浪能裝置的穩(wěn)定輸出問題。對于裝機容量小的波浪能裝置,如我們研制的10W波力發(fā)電航標(biāo)燈,可以采取向蓄電池充電,再從蓄電池中輸出穩(wěn)定的電能到用戶。如果需要交流電,則需要配備逆變系統(tǒng)。但這一方法不適用于平均功率較大的波浪能裝置。解決這一問題的關(guān)鍵是發(fā)明一種技術(shù)使得波浪能變成穩(wěn)定的,直接被用戶使用,多余的存入蓄電池,不足的從蓄電池補充,就可以大大減小蓄電池的容量(及發(fā)電成本)。這就是波浪能獨立發(fā)電系統(tǒng)的概念。
(二)波浪能裝置的效率問題
從2000年起,我們開始研究振蕩浮子式+液壓系統(tǒng)的波能裝置。振蕩浮子式+液壓系統(tǒng)的波能裝置的工作原理是,通過振蕩浮子將波浪能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動液壓泵的往復(fù)(不穩(wěn)定)機械能,再通過蓄能穩(wěn)壓系統(tǒng)將不穩(wěn)定的液壓能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的液壓能,通過液壓馬達驅(qū)動電機發(fā)電。在任何波況下的整個轉(zhuǎn)換效率為50%左右,明顯比振蕩水柱式波能裝置的轉(zhuǎn)換效率高;從建造成本和難度上看,上述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)也低于同等容量的振蕩水柱波能系統(tǒng)。
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解決海島缺水問題的一個有效方法是利用海洋里的波浪能進行海水淡化,制造淡水。海水淡化需要能量,正好成為波浪能獨立發(fā)電系統(tǒng)能量調(diào)節(jié)的手段之一。從季節(jié)看,冬季波浪能較大,雨水較少,用波浪能制淡剛好可以補充雨水的不足;在夏季偶然出現(xiàn)大浪時,也可以將多余的波浪能用于海水淡化,解決能量過剩問題。
反滲透海水淡化是一個效率最高的制淡方法,制造每噸淡水大約需要10MJ機械能。將波浪能轉(zhuǎn)換成所需的機械能便可以供給反滲透海水淡化設(shè)備,得到淡水。
為了實現(xiàn)這一目的,我們研制了波浪能驅(qū)動的海水淡化裝置。該裝置可日產(chǎn)2噸淡水,可以為班排一級的守島部隊提供充足的淡水。
?。ㄋ模┥形唇鉀Q的問題
對于波浪能研究來說,目前存在以下主要技術(shù)問題:
1.材料問題——波浪能裝置的材料應(yīng)該具有(1)抗海水腐蝕的特性;(2)廉價;(3)較好的耐久性和可靠性。不銹鋼滿足第1、3兩條,不滿足第2條;工程塑料在強度上已有了顯著提高,但其耐久性和可靠性還未能滿足要求。因此,現(xiàn)有的波浪能裝置只是采用普通鋼材,靠表面涂層提高抗腐蝕能力,耐久性差強人意。
2.工業(yè)產(chǎn)品系列太少——目前并不存在專門為波浪能利用而發(fā)展的工業(yè)產(chǎn)品,只能逐漸發(fā)展。但我國目前許多產(chǎn)品的系列太少,迫使在波浪能研究上改變設(shè)計,犧牲效率、合理性,用現(xiàn)有產(chǎn)品拼湊成波浪能。例如小型電機,明顯缺乏低轉(zhuǎn)速、功率100W以下的發(fā)電機,或低轉(zhuǎn)速、100kW以上的大功率發(fā)電機。齒輪等機械,液壓泵、液壓馬達等也存在類似的問題。
3.投入研發(fā)經(jīng)費不足
總的來說,我國的波浪能轉(zhuǎn)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(yè)開發(fā)階段。波浪能利用在技術(shù)上并未完全成熟,還需要國家進一步的支持。
七、波能的先進開發(fā)技術(shù)
波浪能是可再生能源中最不穩(wěn)定的能源,波浪不能定期生產(chǎn),且具有能量強但速度慢和周期變化的特點?,F(xiàn)有的有關(guān)波浪發(fā)電技術(shù)的不足在于,采能的效率低,被轉(zhuǎn)換的二次能不穩(wěn)定,以及對海域環(huán)境的適應(yīng)性差。
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