波浪能是什么？
它又是如何发电的？
波浪能是从海浪中提取的能量，是海洋表面所具有动能和势能的总和。波浪冲击海浪时会激起大量浪花，剧烈的垂直和水平运动蕴含大量动能，海浪越大，动力越强。根据国际可再生能源署（IRENA）与欧洲海洋能源组织(OEE)共同发布的《加大对海洋能源技术的投资》（Scaling up investments in ocean energy technologies）的报告，全球波浪能的资源潜力为29500TWh。
▲海洋能资源潜力
截至2020年底，海洋能全球累计装机容量已超500MW。潮汐能、潮流能、波浪能、温差能和盐差能发电累计装机容量分别达到了521.5兆瓦、10.6兆瓦、2.31兆瓦、0.23兆瓦和0.05兆瓦，其中波浪能的发电累计装机容量占海洋能累计装机容量的0.4%。
▲全球海洋能装机容量
波浪能由于其储量大、能量密度高、分布面广等优点已在全球范围内开发了多种形式的波浪能发电装置。特别是英国、澳大利亚和葡萄牙等国家，波浪能的研究和示范项目已经进入了商业化前的阶段。
▲The Oyster波浪能发电装置
▲Pelamis P1原型机
Pelamis（海蛇）是由苏格兰公司Pelamis Wave Power开发的，利用海洋表面波浪的能量转化为电力的技术。
Pelamis的第一个原型机就是在奥克兰海域进行测试的。它也是世界上第一个为电网提供电力的离岸波浪发电装置(于2004年接入英国电网) 。它的主体部分像海蛇一般：由四个圆柱形的不锈钢浮筒和三个动力关节铰接而成，全长120米，浮筒的直径为3.5米，重达750吨。其设计的额定功率是750kW。
▲Pelamis波浪能装置
在Pelamis的动力关节内部，有两个液压缸，一旦“海蛇”随着波浪上下起伏，浮筒和动力关节之间便会发生相对运动，推动液压缸内的活塞做往复运动，从而驱使内部的发电机发电。产生的电能随后会通过海底电缆运输到岸上。
▲WEPTOS波浪能发电装置
WEPTOS是由丹麦公司Tommy Larsen设计研发的波浪能发电装置。其外表看起来像是一只巨大的圆规，呈V字形，两条8米长的腿上，分别整齐排列着10个浮标。随着波浪的起伏，这些转子会不停地摆动。通过一个机械装置把同方向的转动力矩转递到主轴上。
两个主轴的连接处有一个发电机，用转子传递给主轴的机械能即可带动发电机发电。
Weptos还能根据海浪的大小调节两腿张开的角度。在风浪较小时，它可以张开至120°以最大限度地接收一切潜在的能量。而遇到恶劣的天气时，它则会收缩至13°以减少巨浪对设备的损伤。
PowerBuoy是由美国海洋动力技术公司研制，目的是为美国海军基地提供电力。该装置是一种大型的圆筒式钢质浮标，其有两个主要部分：一个直径1.5m、高1.5m的浮标以及一块高9m的基座固定浮标。当波浪打来，浮标上下浮动，它会拖动基座中的液压装置的活塞一起运动，通过一个回转马达和发电机，将波浪能转化为电能并通过海底电缆把这些电输送到岸上的电网中。
澳大利亚的卡内基海浪能源公司（Carnegie Wave Energy）耗资3200万美元在西澳洲地区开发出一套用Ceto命名的波浪能发电站，该装置采用了一种大型的水下浮力促动器，安装在海下25-50米的深度，与海床上的涡轮泵组相连接。促动器随着波浪的上升或下降启动水泵组和发电机工作，产出的电力通过海底电缆传输到岸上并入当地电网。该设计既能使装置免受海上风暴的侵袭，又能不对海面上的视觉效果造成影响。
除了发电，Ceto还能利用波浪能淡化海水，它可利用波浪能驱动海水淡化高压泵，海水受压流过渗透膜装置，转为可饮用的淡水。
浮体采用预张紧锚固系统系固在海底。波浪能装置还具有相位调节能力，可使升沉运动的浮体与有规律的入射海浪波谐振，以放大浮体升沉运动收集更多的波浪能量。
* 本文信息整理自广东碳中和、溪流的海洋人生、上海海事大学TISC等
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