近海波浪能發電有多遠?離岸越近可利用波浪能越大

2020-12-03 中國天氣

簡要內容：現在世界各國紛紛開始因地制宜，著力尋求當地可獲得的廉價能源，如英國、日本、挪威等國家就試圖大力發展波浪能發電。富勒認為可開發能量密度達到每1米寬水域18.5千瓦，而岸邊更近距離海域波浪所含的能量密度已經達到每1米寬水域16.5千瓦

現在世界各國紛紛開始因地制宜，著力尋求當地可獲得的廉價能源，如英國、日本、挪威等國家就試圖大力發展波浪能發電。

從波浪能開發之處，人們就普遍認為只有離岸深海處的波浪能才值得開發，結果各式各樣的研發設計都只關注條件惡劣、工程施工成本高的遠距離深水區的波浪能開採。

日前海洋波浪能學者重新評估發現，近海波浪能並不像之前認為的那樣缺乏開採價值。《新科學家》（NewScientist）稱，該發現將使得人們相信波浪能的開發也許會更加容易、成本更低。

離岸越近可利用波浪能越大

統計學家們在20世紀70年代採用氣候觀測船和浮標的數據，計算出離岸處50米深、1米寬水域的波浪所攜帶的能量大約平均40千瓦；這比10米水深處波浪所攜帶的能量密度要高出一倍。自那以後，該行業普遍將目光聚焦於離岸200至10000米深海域的波浪能，認為產生的波浪能越大，越能夠彌補能發電所需的高昂維護費用以及將電力回傳到大陸所耗費的資金。

然而最近，英國貝爾法斯特女王大學（Queen'sUniversityBelfast）的馬修·富勒（MatthewFolley）表示，波浪能的利用還可以離大陸更近些。富勒使用世界海洋現代計算機模型，計算出近海不同區域所產生的實際波浪能。他發現距離海岸500米至2公裡區域的波浪能所攜帶的能量，已經達到更遠海域可用波浪能的80%至90%。富勒認為可開發能量密度達到每1米寬水域18.5千瓦，而岸邊更近距離海域波浪所含的能量密度已經達到每1米寬水域16.5千瓦。

過去深水海域波浪能更大的「真知」主要源於上世紀70年代的海洋數據。富勒認為那些數據高估了離岸海域的波浪能，在過去計算時，科研人員使用的是在強烈風暴下的數據；而事實上，即使有狂風暴雨，波浪能設備產生的電能也微乎其微，因為在極端條件下設備會調整為自保模式。

此外，先前人們還假設離岸波浪是有主要方向的，就像近岸海域的波浪傾向於朝岸邊移動，但富勒表示，波浪趨向岸邊主要是淺海床產生的折射海浪，而這一現象在離岸較遠的海域則不會發生。相反，較遠海域的波浪來自四面八方，這也就意味著發電場中一些設備採集的波浪會被其他不同方向的波浪抵消，而岸邊更近的發電場則可以把波浪採集發電設備排成一列，避免出現抵消的情況。

對於該發現，英國愛丁堡大學（UniversityofEdinburgh）的伊恩·布萊登（IanBryden）表示，富勒的數據令人信服。他說：「許多開發商目前仍鍾情於深海水域（的波浪能開發），而且似乎不願改變他們的方向，因為在這方面已經進行了太多投資。」

富勒強調，現在很少有波浪能採集設備的設計能夠安置在離岸不遠的水域，因為深海波浪上下激蕩，更容易被開發，而淺海波浪蘊藏的能量主要來源於來回的運動。但富勒也表示，已經有一些設備能夠適應淺水波浪能採集，比如愛丁堡的海藍碧綠電力公司（AquamarinePower）開發的「牡蠣」波浪採集器，以及芬蘭AW-能源公司開發的波碾器等。（張穎）

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