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太陽能和風能不穩定,有沒有更好的清潔能源?海浪發電怎么樣?

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人類文明的發展程度越高,對能源的需求就越大,而傳統的化石能源在使用的過程中會產生污染,而解決這一矛盾的最好方法就是尋找清潔能源。

太陽能和風能是最為典型的清潔能源,但它們本身有著很大的局限性,風力、風向、陰天、下雨,這些人類無法控制的自然氣候變化都會影響到能源的獲取效率。那么有沒有什么清潔能源是能夠穩定獲取的呢?還真有,它就是“浪能”。所謂浪能就是利用波浪而產生的能源,大海上的波浪沒有一刻會停歇,所以浪能的獲取可以說是非常穩定。



那么如何才能將波浪轉化為能源呢?

目前的方法主要有三個,第一個就是利用輪機來進行發電,而這又可以分為汽輪機發電和水輪機發電。汽輪機發電就是將一個底部開口的裝置埋入海水中,隨著波浪的起伏,裝置內部的水位會上下移動,這就形成了一個活塞運動,水位上升時,裝置內的空氣會被擠出去,水位下降時,又會從裝置外吸入空氣。空氣會經過一個相對較細的管道進出,這就使得空氣的流速很快,可以推動管道內的輪機運動。



輪機的葉片也是經過特別設計的,呈現一種對稱形態,這使得無論是排出空氣還是吸入空氣,葉片都會向一個方向轉動,而代價就是阻力相對較大。

最后就是輪機帶動發電機進行發電了。而水輪機發電裝置則類似于一個放置在海面上的水壩,它張開的“雙臂”會使隨波浪起伏的海水向中心匯聚并沖上斜坡,進入裝置上的水庫之中,因為水庫中的水是高于海面的,所以接下來就可以像普通的水力發電裝置一樣,水通過重力作用流回大海,同時帶動水輪機轉動進行發電。



第二種方法是液壓發電。

采用這種方式的海浪發電機形式就比較多樣了,可以是一個巨大的裝置上安裝著一排可以上下起伏的浮板,也可以是一個埋入水下的裝置上安裝著一個如同蚌殼一般,可以隨著海浪左右搖擺的板子,總之不管外部形態如何,這些浮板最終都會連接著液壓裝置,通過它們的擺動帶動液壓泵,再推動發電機進行發電。目前采用這種方式的最為典型的代表就是蘇格蘭的藍寶能源公司所設計的“牡蠣”海浪發電機了。



第三種方法是磁力發電。

這種海浪發電裝置在海面上看起來就像是漂浮在海面上的浮標,但其實它由兩個部分組成。第一部分就是中心的磁鐵,它通常會用纜繩固定在海床上,也就是說磁鐵始終處于一種靜止的漂浮狀態,不會隨海浪上下起伏。第二部分就是磁鐵的外殼了,外殼中有線圈,當外殼隨著海浪上下起伏時,線圈就會不斷切割磁場,從而產生感應電流,最后只需要將產生的電流通過專用的電纜傳輸回陸地就可以使用了。



不論是哪一種方式的海浪發電機,本質上都是將海浪的能量轉化為某種形式的能量,再進行發電。

因為海浪時刻不停歇,所以海浪發電的前景是非常廣闊的,但就現在而言,還只是處于實驗性的階段,因為海浪發電目前還存在著三個問題,第一個就是效率問題,想要將其應用于實際,還需要進一步提高它的發電效率。第二個則是海浪發電裝置的耐用性,耐用性太低,成本就會增加。第三則是日常的維護和維修問題,畢竟放置在大海上的裝置,一旦出現問題,維修成本和難度都是相對較高的。

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