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术语表 · 水能与海洋能

波浪能

用点吸收式、振荡水柱式和衰减式等装置从海面波浪运动中获取的能量;仍处于预商业化阶段。

波浪是集中起来的风能,可以跨越整个大洋传播,损失很小。深水中每米波峰线的功率为:

P (kW/m) ≈ 0.49 Hs² Te

其中 Hs 为有效波高(m),Te 为能量周期(s)。波高 3 m、周期 9 s 的海况,每米波峰线约携带 40 kW。

许多中纬度西海岸的年均资源为 20–40 kW/m,爱尔兰、苏格兰、智利南部、澳大利亚南部和南非近海可达 60–100 kW/m。全球理论资源的常见引用值约为 2–3 TW(总量约 29,500 TWh/年,IPCC SRREN),技术上可开发的部分要小得多。

主要装置类型:

  • 点吸收式:垂荡浮标(CorPower、Carnegie CETO)
  • 振荡水柱式:气室配 Wells 透平或冲击式透平(西班牙 Mutriku 防波堤,约 300 kW,2011 年起运行)
  • 衰减式:细长的铰接漂浮结构(已停产的 Pelamis)
  • 摆板式:近岸铰接摆板(已停产的 Oyster)
  • 越浪式装置

和风电、光伏不同,波浪能至今没有形成主流设计。核心难题在于:既要扛住高达平均工况 100 倍的风暴载荷,又要在正常海况下高效捕能。商业化前的 LCOE 估计一般超过 300 EUR/MWh(JRC)。波浪出力比风电更持续,小时间的波动也更小,成本一旦下降,就有系统价值。

相关术语

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  • 潮流能发电

    把水下水轮机放在湍急的潮流中发电,原理类似风机,但驱动它的水比空气密度大约 800 倍。

  • 潮差发电

    利用高潮与低潮的水位差发电:用潮汐坝或潮汐潟湖拦蓄海水,再经低水头水轮机放出。

  • OTEC(海洋温差能转换)

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  • 海上风电

    安装在海上或大型湖泊中的风机,通常采用固定式基础,水深最多约 60 m,利用比陆上更强、更稳的风。

  • 容量系数

    电厂在一段时间内的实际发电量,与按额定容量满发同样时间的发电量之比。