躲到海浪下面——别出心裁的波浪发电装置 - 海洋电力生成装置

墨趣 · 发表于海洋技术专业 2024-4-15 06:59:14

乔治·泰勒发明的海浪压电发电系统不愧是一种新奇的利用海洋能的装置。但有人认为,他的装置和以往的各种波浪能发电系统一样,都是浮在水面上的,因此容易受到海上暴风雨的袭击而损坏。

人们不能命令“老天爷”不许刮暴风,那么,怎样才能克服这些缺点呢?最近荷兰阿姆斯特丹附近的皮尔默伦德技术协作公司的科研人员想出了一个高招儿。他们想:既然发电机“惹不起”海面上的暴风雨,难道还“躲不起”吗?于是,他们决定让发电系统“躲到”水面下去。

为了证实这个设想是否可行,这家公司的科研人员在1996年夏天制造了一台按比例缩小20倍的模型式海浪发电机,在荷兰的能量研究中心进行了实验。这种发电机称为“阿基米德波浪发电机”。因为它能躲在水下发电,所以海面上有再大的暴风也不怕。你一定会问,躲在水下怎么能发电呢?其实,这正是科学家的高明之处。

这个发电装置是由两个在水下15米深处的蘑菇形浮子和发电机组成的。在每个浮子内事先灌入一部分空气,两个浮子之间的空气内腔再用管子连接在一起。但每个浮子的底部是敞开的,这样海水可以自由地流进流出。

现在让我们来看看当海面上有波浪时，这台水下发电装置是怎样发电的。当一个波浪的波峰在一个蘑菇形浮子的上方通过时,因为是波峰,波浪就高,于是这里的水压就会增加。这样水就从浮子底部的开口流进了浮子的空腔内,并把其中的空气压进到连接管中,这样又会使浮子的浮力减少,于是浮子就下沉,并进一步失去更多的空气。

因为发电装置有两个浮子,只要浮子之间的距离选择适当,当一个波浪的波峰通过一个浮子上方时,另一个浮子的上方正好在波谷。于是在波谷下方的浮子受到的压力就减少,它就会通过连接管从另一个浮子内吸进剩余的空气,于是这个浮子的浮力就会增加而上浮。

这样,当波浪一起一伏在这两个蘑菇形浮子上方通过时,两个浮子就依次下沉和上浮反复运动。大家知道，凡是往复运动都能通过齿条和齿轮变成旋转运动,从而带动发电机发电。

这个称为“阿基米德波浪发电机”的实验模型已在1996年夏季成功地进行了试验。但真正的全尺寸的“阿基米德波浪发电机”是否会在实际使用中出现新的问题，还要进行更严格的验证。

现在,荷兰的皮尔默伦德技术协作公司正在筹集资金,准备在葡萄牙海岸附近建造一个8兆瓦的实验机。按该公司的计算,全世界有约2万千米的海岸线适合利用波浪能发电,而每千米海岸线蕴藏的波浪能估计可以发出48兆瓦的电力。