[科普中国]-震荡水柱式波浪能发电装置

震荡水柱式波浪能发电装置也称为装空气透平式波浪能发电置，是应用最广泛的波浪能发电技术，在国内也有较多震荡水柱式波浪能试验电站在运行。

简介震荡水柱型装置主要有一个气室，由一个空箱构成，在它淹没于水面以下部分有一个开口，在气室上部有气流通道（空气出入口）。波浪向着空箱移动，当波峰接近空箱前壁时，水进入空箱，推动箱内水位上升，上升的水位使箱内气压增加，气室内空气通过出入孔排出，由于气孔狭小，气体高流速喷出。在波谷接近空箱前壁时，水从空箱抽出，箱内水位下降，下降的水位使箱内气压降低，外面空气通过出入孔高速进入气室，流出流进的气体将推动涡轮机旋转，这就把波浪能转换为机械能。

气室内水面有一个固定的波动频率，冲入气室的水碰到气室后壁反射回来，如能和下降水面同向，将会与波浪共振，选择合适的气室尺寸可以使室内水面震荡与外面波浪频率相近，共振的水面波动幅度会远高出波浪的幅度，大大提高气体的流量从而提高系统效率。

在气流通道内安装气动涡轮机，进出的气流就会推动涡轮机旋转，涡轮机带动发电机发出电来，这就是震荡水柱式波浪能发电的原理。由于气流是往复的，需采用一种在双向气流作用下均能同向旋转的涡轮机。1

原理震荡水柱式波浪能发电装置内的水柱在波浪的作用下做上下往复运动，水柱的作用类似于活塞，水柱的不停运动导致水柱自由表面上部的空气柱产生振荡运动，空气在气室上方的出气孔流经一个往复透平，从而将高速空气的动能转换为电能。震荡水柱式波浪能装置较其他波浪能装置最大的区别就是具有气室。所谓气室就是指一个结构，其下部有一开口浸在海水里，使海水能够自由地进入气室内。2

波浪能发电装置的发展历史海洋波浪能开发利用的设想可以追溯到一个世纪以前，早在1911年，世界上第一台海洋波浪能发电装置就研制成功，之后许多国家都致力于研究波浪能发电。20世纪80年代波浪能开发转向以为边远沿海和海岛供电为目的的实用性、商业化的中小型装置为目标，各国相继建成了20多个波浪能发电装置或电站。如今，世界上主要发展和研制的波浪能发电装置有“点头鸭”式、振荡水柱式、推摆式、聚波蓄能式、振荡浮子式、阀式等装置。

世界波浪能发电装置的发展历程1799年，法国的吉拉德父子，获得了利用波浪能的首项专利。

1910年，法国的波契克斯·普莱西克，建造了一套气动式波浪能发电装置，供应他自己住宅1kW的电力。

1965年，日本的益田善雄发明了导航灯浮标用气轮机波浪能发电装置，获得推广，成为首次商品化的波浪能发电装置。

受1973年石油危机的刺激，从20世纪70年代中期起，英国、日本、挪威等波浪能资源丰富的国家，把波浪能发电作为解决未来能源的重要一环，大力研究开发。在英国，索尔特发明了点头鸭装置，科克里尔发明了波面筏装置，国家工程试验室发明了振荡水柱装置，考文垂理工学院发明了海蚌装置。

1978年，日本建造了一艘长80m、宽12m、高5.5m称为“海明号”的波浪能发电船。该船有22个底部敞开的气室，每两个气室可装设一台额定功率为125kW的气轮机发电机组。

1978～1986年，日本、美国、英国、加拿大、爱尔兰五国合作，先后三次在日本海由良海域对“海明号”进行了波浪能发电史上最大规模的实海原型试验。但因发电成本高，未获商业实用。

1985年，英国、中国各自研制成功采用对称翼气轮机的新一代导航灯浮标用的波浪能发电装置，挪威在卑尔根附近的奥依加登岛建成了一座装机容量为250kW的收缩斜坡聚焦波道式波浪能发电站和一座装机容量为500kW的振荡水柱气动式波浪能发电站，标志着波浪能发电站实用化的开始。

我国波浪发电装置的历程我国近代的波浪能研究始于1968年。航空工业部623所的樊世荣研究了基于水翼原理的波力发电装置。自70年代开始，由上海市机电局牵头。

1975年研制了一台1kW的波力发电浮标并在浙江省嵊山岛附近进行了试验。

1977年又研制了小型航标灯用波力发电装置并在长江口的横沙岛附近进行了试验。

80年代以来，有十几个研究所和大学开展了波能转换的研究。

我国50kW岸式振荡浮子波浪能电站是由广州能源研究所研制并建于广东省汕尾市，项目开始于2001年，2006年4月建成。实海况试验表明，系统工作平稳，转换效率较高，实现了独立稳定发电。我国30kW沿岸固定式摆式电站由国家海洋技术中心于1994年和2000年进行了实海况试验，实现了离网发电，为岛上居民供电。总之，小型、离岸式波浪能发电装置的研究和利用较少，现有的小型波浪能发电装置功率也较小。随着我国海洋开发的深入，海洋浮标等观测设备对电能的需求随之增多。因此，开发小型、离岸式波浪能发电装置将具有广阔的前景。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学