波能發(fā)電

越浪式波能發(fā)電裝置外形及尺寸示意如圖1所示。該裝置由斜坡式引浪而、蓄水池及出水管三部分組成，入射波在傳播過程中遇到引浪而的阻擋，沿引浪而爬升并越入蓄水池內(nèi)，蓄水池將不穩(wěn)定的波浪能儲存為穩(wěn)定的勢能，此為能量的一次轉(zhuǎn)化過程;在內(nèi)外水頭差的作用下，蓄水池內(nèi)的水流沿出水管流動(dòng)，帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作產(chǎn)生電能，此為能量的二次轉(zhuǎn)換過程。

重點(diǎn)考察一次轉(zhuǎn)能過程中的越浪性能，故數(shù)值計(jì)算中，建立出水管封閉的OWEC模型進(jìn)行越浪性能的對比分析。數(shù)值波浪水槽長200 m，左側(cè)為造波邊界，右側(cè)為消波的開邊界。影響越浪性能的參數(shù)有入射波高H、入射波周期T、干舷高度從、淹沒深度H。及引浪而的斜率S。前期的研究結(jié)果表明:當(dāng)入射波高H= 1 m時(shí)，波浪難以越過引浪而進(jìn)入蓄水池，研究中取入射波高H = 2 m，引浪而坡度S=1:20.OWEC越浪性能同時(shí)受入射波周期的影響，入射波周期選取工程中常見的T=45、65進(jìn)行研究，并考察干舷高度及淹沒深度對裝置越浪性能的影響。

波浪由風(fēng)引起，但地震、火山爆發(fā)也可引起(海嘯)。至于地球與月球的引力引起的大波浪，習(xí)慣上已列入潮汐的范疇。在數(shù)千km外由風(fēng)暴引起并經(jīng)長距離傳遞過來的波浪叫涌浪;在風(fēng)的直接作用下產(chǎn)生的波浪叫風(fēng)浪。波浪的特點(diǎn)是力大、低速(周期為幾秒)、能流密度低，做無規(guī)則的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。波力巨大擎入，大波浪可把重達(dá)130t的巖石拋到高達(dá)20m的岸上。波浪能流密度雖低，但其橫向作用產(chǎn)生的能量密度很高，且沿海岸線分布，有利于開發(fā)大功率波力發(fā)電站。全球的波能如能全部轉(zhuǎn)換為電能，則每年可達(dá)23650億kWh。當(dāng)波高為2m，波浪起伏周期為2.5s時(shí)，發(fā)電功率為24kW。波高3m、周期11s時(shí)為130kW。

由于波浪運(yùn)動(dòng)不規(guī)則，只能采用統(tǒng)計(jì)學(xué)來處理數(shù)據(jù)，可將波能E用下式表達(dá)(波浪橫向長度為1m時(shí)的波能平均值):

E=0.5·(H1/3)2·(T1/3)， kW/m

式中H1/3和T1/3分別為波高H和波周期T的算術(shù)平均值，單位分別為m和s。

計(jì)算表明，日本近海的波能平均值為7kW/m，其岸線總長約5200km，日本波能總共約為3600萬kW。而我國僅大陸岸線長就達(dá)1.8萬km，還有島岸線長1.4萬km，波能總計(jì)約達(dá)22400萬kW。

利用太陽能發(fā)電有兩大類型，一類是太陽光發(fā)電（亦稱太陽能光發(fā)電），另一類是太陽熱發(fā)電（亦稱太陽能熱發(fā)電）。

太陽能光發(fā)電是將太陽能直接轉(zhuǎn)變成電能的一種發(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電四種形式，在光化學(xué)發(fā)電中有電化學(xué)光伏電池、光電解電池和光催化電池。

太陽能光發(fā)電是指無需通過熱過程直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。 它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。 光伏發(fā)電是利用太陽能級半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是當(dāng)今太陽光發(fā)電的主流。在光化學(xué)發(fā)電中有電化學(xué)光伏電池、光電解電池和光催化電池，目前得到實(shí)際應(yīng)用的是光伏電池。

太陽能熱發(fā)電是先將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化成電能，它有兩種轉(zhuǎn)化方式。一種是將太陽熱能直接轉(zhuǎn)化成電能，如半導(dǎo)體或金屬材料的溫差發(fā)電，真空器件中的熱電子和熱電離子發(fā)電，堿金屬熱電轉(zhuǎn)換，以及磁流體發(fā)電等。另一種方式是將太陽熱能通過熱機(jī)（如汽輪機(jī)）帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，與常規(guī)熱力發(fā)電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，而是來自太陽能。