生物与生态
地质与地理
资源与环境
气候与灾害
权益与文化

您所在的位置: 首页>> 海洋世界>> 潮汐能 字号:
来自海洋的馈赠 波浪能在瑞典的发展
海洋世界 | 时间: 2010-06-12 16:12  | 文章来源: 香颂

 

由于这台发电机的运动方式为上下运动,所以它被称为“直线发电机”。大部分波浪能发电技术需要将海浪的缓慢运动转换为快速旋转运动,以适应于发电机(如燃煤发电厂和水力发电站的发电机)的工作方式。直线发电机不需要这样的转换。转换过程使用的设备(通常是某种变速箱、空气涡轮或水涡轮)由许多可移动部件组成,它们需要定期维修保养。在某些情况下,零件每年至少需要润滑一次,方能坚持工作20~25年。在恶劣的海洋环境下,设备维修会变得非常昂贵。当风力太强或海浪太大时,人是无法接近海上发电设备的。这时需要使用昂贵的大型维修船——即使浪高达到10米以上它也能保持平稳,不会被掀翻。因此,如果可以减少使用那些复杂的零件,所需的维修保养就会减少,相关费用就会降低。这样,整个发电系统就会更加坚固,可长时间耐受更高、更强的海浪。一天下来,发电的费用将取决于某种使用方式下系统的所有费用(省去了维修费用)。

让我们再来看看乌普萨拉大学的波浪能发电设备是如何工作的。直线发电机是整个发电系统的控制部分。研究人员根据海浪本身的运动方式来调整发电机,从而解决了海浪运动缓慢所带来的问题。此外,还需要讨论托起浮标的动力问题。发电机包括两部分:固定的部分被称为“定子”,上下运动的部分被称为“转子”。当海面上风平浪静时,浮标处于一种平衡的状态,稍稍没入海水中。浮标就像一艘承载着货物的船只,它除了要承受自身的重量,还需承受海底发电机转子的重量,以及连接浮标和转子的钢丝的重量。在直线发电机的底座和转子之间,连接着钢质大弹簧。每一次海浪的波峰经过后,这些弹簧都会向下拉动浮标。用这种的方法,可以将能量转化平均分配,这样,当浮标随海浪升起时所捕获的波浪能,在浮标随海浪落入波谷时,将尽可能多地转化为电能。这是解决动力问题的第一步。第二步是保证发电机高效运转。当发电机输出电流时,就会产生一个反作用力,当浮标被海浪托起时,这个反作用力将阻止浮标向上运动,即发电机会阻碍浮标的运动。这时,真正的能量转化开始发生——这是一个相当吸引人的现象。

可以通过一个例子,来说明能量转化是如何发生的。物理学定律如此陈述:能量既无法生成也无法毁灭,它只能在不同的形式之间相互转化。比如,打开电灯,电能即转化为光能和热能。能量有许多存在形式,比如势能、化学能、电能、机械能、动能。当一颗苹果从树上落下时,随着其向下的速度逐渐增大,它离开地面的重力势能首先转化为动能。苹果碰到地面之前的那一刻,苹果挂在树上时的重力势能与苹果在地面的重力势能的差值转化为速度和动能。百万分之一秒后,苹果与地面发生碰撞,你可能会听到“啪”的一声,之后苹果就“躺”在地上了,它的动能转化为声音和热量,尽管你并不能感觉到苹果温度的变化。能量没有消失,它只是转化为其他形式而已。不管是波浪发电还是燃煤发电,能量转化规律都适用于其发电过程。海浪的部分机械能首先转化为动能(浮标运动),再转化为电能并从发电机输出。然后,电能被输送到耗电设备,如电灯、电池或电动摩托车。我们把蕴藏在海浪中的能量转化为其他形式的能量。这同时意味着能量从海洋转移到陆地(可能到了你家里,让你可以看电视)。因此,当海浪经过发电设备时,其浪高可能会稍微降低。当然,只有大型波电场才能使某处的浪高受到明显影响。

现在,乌普萨拉大学电学组正在建设世界上第二个波电场。世界上第一个波电场位于葡萄牙北部海岸,于2008年秋季建成。该波电场拥有3台波浪能转换器,它们的名字叫做佩拉米斯,在希腊语中的意思是“海蛇”。2006年3月,乌普萨拉大学电学组的第一台波浪能转换器开始投入使用。它在不同的时期数次运作,不但成功发电,而且还取得了许多重要的科学成果。莱永教授带领的小组是世界上第一个该领域的科研团队。该小组目前已发表了“利用近海波浪能转换器发电”的相关数据。在过去的两年中,小组成员一直致力于设计、建造、组装另外2台波浪能转换器和第一个海洋变电所。它们和2006年投入使用的波浪能转换器将共同组成一个波电场。这3台波浪能转换器都比较小,其额定功率只有10千瓦左右。在相对较好的波候下,该波电场的发电量足够满足20个瑞典家庭的用电需要。

波浪能发电的商业前景

在波浪能研究、利用方面,仍有大量工作有待完成。波浪能利用有着非常广阔的商业前景。未来,人们可以从风能利用的商业发展中吸取经验和教训,而使波浪能发电以飞快的速度发展。瑞典乌普萨拉大学的波浪能发电技术适用于微弱和中强波候、25~200米的水深、各种电压和频率的强弱电网,它有充分的理由让人们相信,与瑞典一样,波浪能利用很快就会在中国发展起来,黄色浮标不但适合瑞典市场,它也将同样适合中国市场。

      1   2   3  


[我要纠错][推荐] [收藏] [打印] [ ] [关闭]

关于我们  联系方式  网站维护制作:海洋出版社 《海洋世界》杂志社 中国网
地址:北京市海淀区大慧寺路8号 邮编:100081
稿件联络信箱:oceanworld@gmail.com 网管信箱:fengz@china.org.cn