波浪能利用
波浪雖然只是海水質(zhì)點(diǎn)在原地的圓周運(yùn)動(dòng)，它那一起-伏的運(yùn)動(dòng)能量也是十分巨大的。有人計(jì)算，l平方公里海面上的波浪能可以達(dá)到25萬(wàn)千瓦的功率。
海浪的破壞力大得驚人。撲岸巨浪曾將幾十噸的巨石拋到20米高處，也曾把萬(wàn)噸輪船舉上海岸。海浪曾把護(hù)岸的兩、三千噸重的鋼筋混凝土構(gòu)件翻轉(zhuǎn)。許多海港工程，如防浪堤、碼頭、港池，都是按防浪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。
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波浪發(fā)電站示意圖 |
在海洋上，波浪中的巨輪就像一個(gè)小木片上下漂蕩。大浪可以傾覆巨輪，也可以把巨輪折斷或扭曲。假如波浪的波長(zhǎng)正好等于船的長(zhǎng)度，當(dāng)波峰在船中間時(shí)，船首船尾正好是波谷，此時(shí)船就會(huì)發(fā)生“中拱”。當(dāng)波峰在船頭、船尾時(shí)，中間是波谷，此時(shí)船就會(huì)發(fā)生“中垂”。一拱一垂就像折鐵條那樣，幾下子便把巨輪攔腰折斷。20世紀(jì)50年代就發(fā)生過(guò)一艘美國(guó)巨輪在意大利海域被大浪折為兩半的海難。此時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的船長(zhǎng)只要改變航行方向，就能避免厄運(yùn)，因?yàn)楹较蚋淖兗锤淖兞瞬ɡ说摹跋鄬?duì)波長(zhǎng)”，就不會(huì)發(fā)生輪船的中拱和中垂了。
波浪能量如此巨大，存在的如此廣泛，自古吸引著沿海的能工巧匠們，想盡各種辦法，企圖駕馭海浪為人所用。
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波浪能供電的燈光浮標(biāo) |
全世界波浪利用的機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)以千計(jì)，獲得專利證書的也達(dá)數(shù)百件。波浪能利用被稱為“發(fā)明家的樂(lè)園”。
最早的波浪能利用機(jī)械發(fā)明專利是1799年法國(guó)人吉拉德父子獲得的。1854－1973年的119年間，英國(guó)登記了波浪能發(fā)明專利340項(xiàng)，美國(guó)為61項(xiàng)。在法國(guó)，則可查到有關(guān)波浪能利用技術(shù)的600種說(shuō)明書。
早期海洋波浪能發(fā)電付諸實(shí)用的是氣動(dòng)式波力裝置。道理很簡(jiǎn)單，就是利用波浪上下起伏的力量，通過(guò)壓縮空氣，推動(dòng)汲筒中的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)而做功。1910年，法國(guó)人布索．白拉塞克在其海濱住宅附近建了一座氣動(dòng)式波浪發(fā)電站，供應(yīng)其住宅l 000瓦的電力。這個(gè)電站裝置的原理是：與海水相通的密閉豎并中的空氣因波浪起伏而被壓縮或抽空稀薄，驅(qū)動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，再轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而發(fā)出電力。
60年代，日本研制成功用于航標(biāo)燈浮體上的氣動(dòng)式波力發(fā)電裝置。此種裝置已經(jīng)投入批量生產(chǎn)，產(chǎn)品額定功率從60瓦到500瓦不等。產(chǎn)品除日本自用外，還出口，成為僅有的少數(shù)商品化波能裝備之一。
該產(chǎn)品發(fā)電的原理就像一個(gè)倒置的打氣筒，靠波浪上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的力量吸、壓空氣，推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。
有關(guān)專家估計(jì)，用于海上航標(biāo)和孤島供電的波浪發(fā)電設(shè)備有數(shù)十億美元的市場(chǎng)需求。這一估計(jì)大大促進(jìn)了一些國(guó)家波力發(fā)電的研究。70年代以來(lái)，英國(guó)、日本、挪威等國(guó)為波力發(fā)電研究投入大量人力物力，成績(jī)也最顯著。英國(guó)曾計(jì)劃在蘇格蘭外海波浪場(chǎng)，大規(guī)模布設(shè)“點(diǎn)頭鴨”式波浪發(fā)電裝置，供應(yīng)當(dāng)時(shí)全英所需電力。這個(gè)雄心勃勃的計(jì)劃，后因裝置結(jié)構(gòu)過(guò)于龐大復(fù)雜成本過(guò)高而暫時(shí)擱置。80年代，日本“海明”波浪發(fā)電試驗(yàn)船取得年發(fā)電19萬(wàn)度的良好成績(jī)，實(shí)現(xiàn)了海上浮體波浪電站向陸地小規(guī)模送電。日本已將“海明”波浪發(fā)電船列為“離島電源”的首選方案，繼續(xù)研究改進(jìn)。
我國(guó)波力發(fā)電研究成績(jī)也很顯著。70年代以來(lái)，上海、青島、廣州和北京的五六家研究單位開展了此項(xiàng)研究。用于航標(biāo)燈的波力發(fā)電裝置也已投入批量生產(chǎn)。向海島供電的岸式波力電站也在試驗(yàn)之中。
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