低成本,可再生!海浪也能用来发电?
一项至今鲜为人知的物理原理可能是海洋发电的秘密
从海浪提取能源来发电是一个很诱人的创意。早在1974年,有人就进行了首次尝试,爱丁堡大学员工斯蒂芬·索尔特(Stephen Salter)就想出了一个名为“鸭子”的创意:将房子大小的浮标系在海床上,利用浮标将海浪上涨的能量转变成旋转运动,从而驱动发电机。这项尝试失败了,因为要驱动发电机,还要进行大量的后期工作。但利用海浪能源发电的创意却没有因此消失;最近,设在西雅图的振荡电力公司(Oscilla Power)进行了一次尝试,试图找到之前失败的原因。
拉胡尔·森德尔是振荡电力公司的老板,他认为之前尝试失败的原因是那些技术是为不熟悉大海的人研制的技术(总是像风力发电机的零件),并试图将其修改成能在海洋里使用,由此导致的结果就是设备结构复杂,在严苛的海浪环境里过于灵敏,而且十分容易腐蚀。拉胡尔·森德尔认为最好重新设计海浪发电设备。
与有着大量活动零件的发电机不同,振荡电力公司研制的发电设备几乎没有活动零件。振荡电力公司制造的设备采用磁致伸缩原理来发电,该原理还没有被广泛采用;磁致伸缩原理是让铁磁材料(例如铁材料,能很容易地被磁化)在磁场中稍微改变形状。与很多物理过程一样,这项过程也可以反过来实施。只要对铁磁材料进行压缩或拉伸,它的磁特性就会发生变化。只要有一个永磁体和一个常规发电机的线圈,就能发电了。
振荡电力公司设计的核心就是一个使用铝和铁制成的合金棒,铝铁合金具有很强的铁磁性。这种铝铁合金棒只要压缩千分之一就能达到预期效果。这意味着在完全达到目的的前提下,振荡电力公司设计的发电机内部没有任何容易出错的活动部件。要压缩一根小尺寸实心金属棒,需要巨大的力量;幸运的是,海浪完全具有这种力量。振荡电力公司的设计,就如同其公司名称那样,依靠振荡来发电。
振荡发电机有两个大部件组成,这两个大部件被缆绳连接在一起。在缆绳的一端,振荡发电机漂浮在水面上,在浮标内有发电用的合金棒、磁体、线圈和多套挤压合金棒的液压油缸;在缆绳的另一端,吊着一个垂荡板结构,垂荡板在惯性和周围海水的拖动下,能保持浮标的稳定。这种结构让浮标在海面随着海浪上下起伏,而垂荡板却大概保持在原来位置,将拉力施加给缆绳。由于拉力的变化,缆绳带动液压油缸运转。整套系统由第二套系在海床上的缆绳固定在特定位置上。
全尺寸的振荡发电机是一套充满泡沫的钢制浮标,直径27米、6米高、重达1千吨,系在一个环形混泥土垂荡板上,位于据水面70米的水中。该浮标内配置了12台磁致伸缩发电机。拉胡尔·森德尔先生表示只要将单个浮标放置离海岸几公里外的位置,就能产生平均600千瓦电量,相当于一台陆地风力发电机。去年,一台直径四米的原型浮标通过在美国的大西洋海岸的开阔海域成功地进行了测试。
拉胡尔·森德尔先生承认振荡发电机的建造和安装费用十分昂贵;但振荡发电机的设计简单,只要稍作维护,就能运行几十年。拉胡尔·森德尔先生预计振荡发电机的发电成本为每度电10美分,与之相比,陆地风力发电机的成本为每度电16美分,海上风力发电成本为6美分每度电。使用化石燃料并并网的火电站的成本仍然比这些可再生能源电站低,不到五美分。然而,10美分代表了一种新型发电技术的良好开端。
首先您的问题不够准确。海浪完全可以发电。
科技本身来说,发电没问题。三十年前就开始研究,二十年前已经成功规模发电。谁有钱谁都可以建海浪电田。而且波浪能收集的形式还不同,喜欢怎么收集就怎么收集。随便上网搜索一下,你会知道更懂。
经济上来说,目前来看完全是天方夜谭。
以下解释基于假设你对力学有基本的了解:
首先请自行搜索JONSWAP谱,观察1分钟。。。。。。频率分布太宽,波浪能量峰值太高,不同频率波浪包含的能量差别太大。根据动力学最基本的原理,吸收波浪能的机械装置,从与其自身固有频率相同的波浪中吸收能量的效率最高。峰值能量太高,所以就得把机械装置做得非常结实牢固且可靠(烧钱1)。为了根据波浪实际情况调整能量吸收装置的固有频率,实际应用上只能调整Stiffness,Damping和Mass的调整会非常不便且昂贵;但一个结构如果能够调整Stiffness,也就意味着可靠性不会太高(烧钱2)。再考虑到高昂的运维成本,注定这是一个赔钱的项目。
浩瀚的大海充满活力。“无风三尺浪”,即使在无风的日子里,海面也在上下动荡着。
海浪的大小首先取决于风力。风越大,浪越高。大风起处,波涛汹涌,白浪滔天,真可谓“海涛汹涌似有千钧力,巨浪滚滚犹如万重山。”
一般海浪高度小于4米,大风暴的时候可达七八米甚至十几米。1933年2月7日,美国油船“拉梅波”号曾记录到34米高的特大海浪,足可使10层大楼“淹没”。
海浪拍击海岸,浪花飞溅,可产生极大的冲击力。实测结果告诉我们,海浪冲击海岸的力量,往往可达每平方米二三百千牛顿甚至590千牛顿以上!
历史有记载,巨大的海浪曾把一块60多公斤的石头卷到岸边40多米的高处,把一段上千吨重的混凝土防波堤连“根”拔走,把一艘巨轮拦腰断成两截……
这就是说,海浪确实是个了不起的“大力士”。在每一平方公里的海面上,运动着的海浪平均蕴藏有20万千瓦的能量。当巨浪像一座“水山”扑向海岸的时候,可在20秒钟之内对1公里长的海岸线产生几万千瓦小时的电能,这些电能足供上万个家庭使用1年。按照前苏联科学家的估算,全世界光是沿海区域的海浪能就有6亿千瓦,相当于全部电站装机容量的1/3。
但是可惜,像这样一笔巨大的可以再生的而且丝毫不会污染环境的能量资源,却至今还没有得到很好的开发利用。
100年以前就有人想到利用海浪发电,理论上已探讨了多年,40年代开始进行试验,50年代取得了一些进展,60年代有一些海浪发电装置投入运行。近年来,日本已有几百个小型海浪发电装置向导航浮标提供电力;美国、前苏联、瑞典等国开发了容量为1~20千瓦的小型海浪发电设备;后来居上的挪威建成了两个海浪电站,并开始对外承包建造海浪发电工程。
利用海浪发电是件麻烦事儿,因为海浪总的力量虽然很大,但分布分散,而且作用速度太慢。
1964年,日本制成了世界上第一个供航标灯照明用电的海浪发电装置,发电量很小,仅够一盏灯使用,但它开创了海浪发电的先河。以后通过一次又一次的试验研究,人们才找到了一些更有效的海浪发电的方法和设备。从1976年以来,光是美国就有一百几十种有关海浪能利用的发明获得了专利。世界上现有海浪发电装置30多种,其中只有日本的“海明”号海浪发电装置的进展比较快。
风与海面作用产生海浪,海浪能是以动能形式表现的水能资源之一。1977年,有人对世界各大洋平均波高1米、周期1秒的海浪进行推算,认为全球海浪能功率约为700亿千瓦,其中可开发利用的约为25亿千瓦,与潮汐能相近。海浪中蕴藏有如此丰富的能量,如将海浪的动能转化为电能,使制造灾难的惊涛骇浪为人类服务,是人们多年来梦寐以求的理想。
早在20世纪70年代,英国爱丁堡大学的工程师斯蒂芬•索尔特就发明了利用海浪发电的“爱丁堡鸭”海浪发电装置。之后,世界上许多国家,如英国、日本、美国、加拿大、芬兰、丹麦、法国等都在研究和试验海浪发电,并相继提出了数百种发电装置设计方案。但是,由于这样或那样的技术问题,海浪发电研究一直没有什么大的突破。直到今天,在能源开发方面,海浪能的利用仍然落后于风能和潮汐能的利用。
现状:
测试海浪发电机的成本很高,而且极其危险,是阻碍海浪发电研究和海浪能利用的重要原因之一。反复无常、变幻莫测的海洋既能产生巨大的能量,也能对机械装置造成毁灭性的破坏。
在苏格兰西海岸的艾斯雷岛上,Wavegen公司建造的500千瓦的“帽贝”海浪发电机已经向电网供电,这是目前世界上最成功的海浪发电装置,然而它是安装在海岸上的。根据海浪发电专家的意见,效率更高、能产生更多电能的海浪发电机必须是漂浮在海洋上的,而不是安装在海岸上的。
为解决一直困扰着海浪发电机设计和建造的各种问题,制造更先进的海浪发电机,欧洲海洋能源中心在英国政府的资助下建立了奥克尼海浪发电试验场。该试验场中安装有抗风暴的系泊设备和铠装电缆,使得安装和测试海浪发电机变得方便而廉价。现在,在奥克尼海浪发电试验场,欧洲海洋能源中心能同时安装四台海浪发电机,研究人员能够同时对不同的海浪发电机进行直接比较,这样就有可能挑选出最好的海浪发电机,从而以很低的成本产生出更多的电能。进一步说,在试验场里还有与电网相连的接入口,这样一来,实验测试用的海浪发电机在开始试验时就可能为研制者带来收益,从而降低了研制成本。
在奥克尼海浪发电试验场中,所有进行测试的海浪发电机都配有“插座”。这些“插座”固定在海底的混凝土墩子上。并由多用途电缆连接岸上设备。多用途电缆包括1条能传送23兆瓦电能的电缆和2条光缆,其中一条光缆用来将海浪发电设备的数据传输到岸上的控制室,另一条光缆将岸上的控制指令传送给海浪发电设备。海底的水流冲击力很强,如果电缆不加以特殊的保护,那么电缆在与岩石不断摩擦后就会遭到毁坏。为了保护好电缆,研究人员采用了铠装电缆,同时用沉重的混凝土护垫将其保护和固定起来。
海浪发电机所产生的电能先被送到岸边的一对变电站,然后再被送入国家电网。而数据收集中心则在离海岸大约35千米的远处。每个系泊位(插座)都由各自独立的控制中心进行控制,各个公司可以在试验场租用一个系泊位,然后通过互联网在自己公司的办公室内进行遥控操作。公司租用一个系泊位,每年要付一笔试验费用,如果试验中的发电设备运行良好的话,公司出售电能的收入将可以基本抵销支付的试验费用。
通过减少海浪发电机的试验费用,欧洲海洋能源中心努力帮助开发者将他们美好的设想转变为现实。眼下,既受到欧洲海洋能源中心试验场设施的诱惑,又得到英国政府的资助,Wavegen公司开始了新的试验。该公司计划开发一种漂浮在海洋上的海浪发电机,并在2004年进行测试,其基本原理与“帽贝”海浪发电机相同,依靠海浪驱动气动涡轮机发电。
奥克尼海浪发电试验场的第一个用户可能是“海蛇”。“海蛇”是英国海洋电力设备公司研制的一款海浪发电机的别称。该公司正在利用欧洲海洋能源中心建造的750千瓦的“海蛇”海浪发电机的样机。据说。“海蛇”的设计寿命为 15-20年,能经受住百年一遇的巨浪的冲击。
海洋发电技术
多亏了名叫George Taylor的企业家,从2007年开始,俄勒冈海边大面积的,有规律的海浪将为西海岸的家庭和企业供电。Taylor现年72岁,在澳大利亚长大,学过电气工程,过去四十年里是美国一家小公司的业主。他最近的一项发明是能将海浪的上下运动转化为电能的浮标,可以由沿海海底电缆控制,并能接入国家电网。
这种浮标是环保主义者的理想之物-从沙滩上就可以看到,引入了一种丰富的可再生的能源,而对海洋生物的影响微乎其微,也不会释放出导致全球变暖的气体。
Taylor计划在2010年之前做出一个100吨重,37英尺宽的浮标,能发电500千瓦。四十个那样的浮标连在一起发电的成本比起煤电厂要低得多,更不用说燃烧天然气等珍贵燃料发电的电厂。如此清洁的电能可以用来淡化海水,电解水,为燃料电池汽车提供氢气,或者为其它宏伟的,急需能源的项目提供廉价电能。
海浪发点设备:
海浪发电机由英国Checkmate 海洋能源公司设计,是一种类似蟒蛇的大型发电设备,由橡胶制成。宽度将达到7米,长度达到200米,二十五分之一大小的原型已于最近完成测试。投入使用后,可满足1000个普通家庭的用电需求。据他们透露,“巨蟒”将于2014年左右投入运转。
波浪能发电是通过波浪能装置将波浪能首先转换为机械能(液压能),然后再转换成电能。这一技术兴起于上世纪80年代初,西方海洋大国利用新技术优势纷纷展开实验。
波浪能具有能量密度高、分布面广等优点。它是一种取之不竭的可再生清洁能源。尤其是在能源消耗较大的冬季,可以利用的波浪能能量也最大。小功率的波浪能发电,已在导航浮标、灯塔等获得推广应用。我国有广阔的海洋资源,波浪能的理论存储量为7000万千瓦左右,沿海波浪能能流密度大约为每米2千瓦~7千瓦。在能流密度高的地方,每1米海岸线外波浪的能流就足以为20个家庭提供照明。
波浪能 是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的,它实质上是吸收了风能而形成的。能量传递速率和风速有关,也和风与水相互作用的距离(即风区)有关。水团相对于海平面发生位移时,使波浪具有势能,而水质点的运动,则使波浪具有动能。贮存的能量通过摩擦和湍动而消散,其消散速度的大小取决于波浪特征和水深。深水海区大浪的能量消散速度很慢,从而导致了波浪系统的复杂性,使它常常伴有局地风和几天前在远处产生的风暴的影响。波浪可以用波高、波长(相邻的两个波峰间的距离)和波周期 (相邻的两个波峰间的时间)等特征来描述。波浪能的大小可以用海水起伏势能的变化来进行估算,即P=0.5TH2(P为单位波前宽度上的波浪功率,单位kw/m;T为波浪周期,单位s;H为波高,单位m,实际上波浪功率的大小还与风速、风向、连续吹风的时间、流速等诸多因素有关。)。
波浪发电是波浪能利用的主要方式,此外,波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。波浪能利用的关键是波浪能转换装置。通常波浪能要经过三级转换:第一级为受波体,它将大海的波浪能吸收进来;第二级为中间转换装置,它优化第一级转换,产生出足够稳定的能量;第三级为发电装置,与其它发电装置类似。
南半球和北半球40°~60°纬度间的风力最强。信风区(赤道两侧30°之内)的低速风也会产生很有吸引力的波候,因为这里的低速风比较有规律。在盛风区和长风区的沿海,波浪能的密度一般都很高。例如,英国沿海、美国西部沿海和新西兰南部沿海等都是风区,有着特别好的波候。而我国的浙江、福建、广东和台湾沿海为波能丰富的地区。
虽然大洋中的波浪能是难以提取的,因此可供利用的波浪能资源仅局限于靠近海岸线的地方。但即使是这样,在条件比较好的沿海区的波浪能资源贮量大概也超过2TW。据估计全世界可开发利用的波浪能达2.5TW。我国沿海有效波高约为2~3m、周期为9s的波列,波浪功率可达17~39kw/m,渤海湾更高达42kw/m。
eg . 煤
石油 ......) iii)全球各国在1997年签订了[京都议定书]
规定各国在2012年温室气体 ( 由燃烧不可再生能源产生 ) 排放量减低至低于1990年5.2%水平 . 限制 : 例如 : i)水力发电只能在国家的海岸旁或者在水库产生 ii)风力发电只能在风力大部分稳定的地方产生 2007-01-11 18:52:12 补充: HI!
参考: 提醒你!你所发表的内容,违反了服务条款!以经遭到扣分处分。
学术上已解开了恒守定律
但没有回想古代定下来的因由
在现今世界实在已可全天候不须电瓶〞池”也可不停供能量再转为电力
世人以科技去寻求是错的
如果可以成立一个国际性承诺的回报
我即时可申请入积
但亦要看他们的要求和我的投资制作比对‘事因权力不可能在某国牵首下执行、民生亦需要通过、‘我的目标是一次性知识产权一万五千亿美元’相约是全球七十亿人毎人二十美元
分作十年回报
建造费由银行贷出国家分发营做、约一年内已可在生产的行列。
唔该你地呀!!我都好想要嫁!!十卜你地~
可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。 大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。 随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。 太阳能 地热能 水能 风能 生物质能 历史 所有人类活动的基本能源都来自太阳,透过植物的光合作用而被吸收。 生物能 木材 柴是最早使用的能源,透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要,它可让人们在寒冷的环境下仍可生存。 动物牵动 传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外,亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。 水能 磨坊就是采用水能的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国等满是河流的国家。此外,一些沿海的国家的海岸线,也很适合用来作潮汐发电。 风能 人类已经使用了风力几百年了。如帆船。 阳能 太阳直接提供了能源给人类已经很久了,但使用机械来将太阳能转成其他能量形式还是近代的事。
参考: zh. *** /w/index?title=%E5%8F%AF%E5%86%8D%E7%94%9F%E8%83%BD%E6%BA%90&variant=zh-
波力发电站又称波力电站,是一种利用波力来发电的装置和设施,其原理是将波力转换为压缩空气来驱动空气涡轮发电机发电,使波力能转换为电能。
波力电站是一种用以获得清洁、可再生能源的电站,波力能取之不尽、用之不竭,发展前景广阔。
发展
1964年,日本制成世界第一盏用海浪发电的航标灯。这台海浪发电机发出的电仅有60瓦,只够一盏灯使用。之后,英国、美国、加拿大、芬兰、法国等国家便投入波浪能发电研究,并提出了300多种发电装置方案。
1978~1979年,日本海洋科技中心建成了一艘世界上最大的海浪发电船“海明”号,并进行海上试验。“海明”号严格地说并不是船,它没有底,只是一个长80米、宽12米的浮动设备。船上装有3台两阀式涡轮机组,额定功率为25千瓦,最大输出功率曾达到过150千瓦。1979年下半年,“海明”号发电船纳入国际能源机构的共同开发计划,由日、英、美、加拿大、爱尔兰5国参加。当时船上装设了8台机组,总装机容量达到2000千瓦,一下子跃居为世界上最大规模的海上波浪发电站。1985年8月,日本又在“海明”号发电船试验海域附近的岸边建造了一座40千瓦的固定波浪发电站,该站在有效波高0.8米时开始发电,有效波高4米时的输出功率达44千瓦。
1985年挪威在卑尔根附近建立了两座波力发电站:一座为装机容量600瓦的振荡水柱波力发电站;另一座是装机容量350千瓦的楔型波力发电站。前者是目前世界正在运转发电的最大波力电站。挪威能源部还计划建立一座1万千瓦的波力发电站。
1991年英国独出心裁,建造了一座依靠天然海底洞谷发电的波能电站。这座发电站可发电75千瓦。从70年代中期开始,中国开始研究波力发电技术,现已能生产系列化的小型波能发电装置,以作为航标灯,浮标的电源。1990年12月,中国第一座海浪发电站发电试验成功,随即着手建造20千瓦的波力发电站。
问题
波力电站的建造和发展存在以下问题:一是波力电站是选址,即建立波力电站的合适位置。二是其发电构件的结构强度能否承受巨大浪冲击,其材料能否耐腐蚀、耐疲劳?三是如何使发电均匀、成本降低?随着高科技的发展,波力电站的问题会得到解决,波力电站的新设想会层出不穷,波力电站会大放异彩!
氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源。它是一种极为优越的新能源,其主要优点有:燃烧热值高,每千克氢燃烧后的热量,约为汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水,是世界上最干净的能源。资源丰富,氢气可以由水制取,而水是地球上最为丰富的资源,演义了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。