太 阳能利用设备 只有约 ２ ０ ％ ３ ％ 的时问可以运行闭 ０ 。
１ 波浪能简介
波 浪 能 是 指 海 洋表 面波 浪 所 具 有 的动 能 和 势 能 。波浪 的 能量 与波 高 的平方 、 波浪 的运 动 周期 以 及 迎波 面 的宽度成 正 比。波 浪能是 海洋 能源 中能量
时， 使 波 浪具 有 势 能 ， 而 水 质 点 的 运 动则 使 波 浪 具 有 动 能 。贮存 的能量 通过 摩擦 和 湍动 而 消散 ， 其 消
散速度 的大小 取决 于波 浪特征 和水深 。深 水海 区大 浪 的能量 消散 速 度很 慢 ， 从 而导致 了波浪 系统 的复
杂性 ， 使 它 常常伴 有 局地 风 和几 天前 在远 处产 生 的 风暴 的影 响。波 浪可 以用波高 、 波 长（ 相邻 的两个 波 峰 间 的距 离 ） 和波周期（ 相 邻 的两 个 波 峰 问 的传 播 时间） 等特征 来描 述 。
差能等［ １ ］ 。 其 中海洋波浪能在海洋中无处不在 ， 汹涌 澎湃的海洋波浪蕴藏着极大的能量。据估算 ， 全世
界 波浪 能 的理 论值 约为 １ ０ ｋ ｗ 量级 ， 是 当今 世界 发 电量 的数 百倍［ ２ １ 。波浪能 由于具 有 可再生 、 绿色 环保 和储 量丰 富的特点 ， 日益 受到世界许 多 国家 的重 视 。
作者简介 ： 刘延俊 （ １ ９ ６ ５ 一 ） ， 男， 教授 ， 博士生导师 ， 主要研究方向为波浪能发电技术 、 深海探测技术与装备开发 、 流体动力控制。
Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｌ ｙ ｊ ｌ １ ｌ ｋ ｙ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
刈 俊． ０： 波 能 发ｌ Ｕ 坎 的
现状 ｊ 发眨
ｌ ‘ 运动 ； 干 ｌ Ｊ Ｊ Ｉ Ｊ ｝ ｒ ｆ Ｊ ｌ １ ， Ｊ 化； Ｊ Ｊ Ｉ Ｊ 波浪ｎ ， Ｊ Ｊ Ｌ 爬 Ｙ 将 波浪 能转换 成 水的协 能
２ ． ３ 漂 浮式 摆式 消耗型 波浪 能转换 装置
此 类 型装 置 址完 伞封 闭 的 ， 浮 动窗 体 Ｉ 』 、 Ｊ 部仃 ・ 个可 以移 动 的 质 体 ， 、 Ｊ １ 波浪 作Ｊ ｌ Ｊ 移功舟 ｛ ｝ 怵 Ｉ 时， 移功 船 体 Ｉ 』 内 ｆ ｆ ｌ ￣ ＜ ｉ ９ 移动 质 体 始 做 ｆ ｌ ｌ 州 运 动， 两 者 的卞 Ｈ 对 运 动通 过 液 爪装 （ （ ） ） ５ １ ＜ ｉ 功发｝ Ｕ 机 发 电ｌ ” ｌ曳 Ｉ ｉ 罔 ３昕爪 装 昕 仃的移动 部仆 邯
波 浪 能发 电技 术 的研 究现 状 与发 展 前 景
刘延俊 ． 贾 瑞 ． 张 健
（ １ ． 山东大学 机械工程学院 高效洁净先进制造教育部重点实验室 ， 山东 济南 ２ ５ ０ ０ ６ １ ； ２ ． 山东大学 海洋研究 院． 山东 济南 ２ ５ ０ １ ０ ０ １
摘 要： 海洋波浪能 由于具有可再生、 绿 色环保和储 量丰 富的特点， 已经引起越来越 多国家的重
２ 波浪能发 电技术
波 浪能利 用 装置 的种 类 繁多 ， 有 关 波浪 能装 置
最不稳定 的一种能源。波浪能是由风把能量传递给
海 洋 而产 生 的 ，它实 质 上是 吸 收 了风能 而形 成 的 。
的发明专利超过 １ ５ ０ ０ 种 ，大部分的发明专利在 日 本、 北美 和欧洲 申请 。但这些装置均是源于几种基 本原理 ， 即： 利用物体在波浪作用下 的振荡和摇摆
随着 世 界经 济 的发 展 ， 人 类 对 能源 的需 求 日益 增 长 。但 随着传 统 能 源 的 日益 短缺 ， 能源 问题 逐 渐 成 为世界 性 问题 。为 了解 决能 源供应 在社会 发展 中 所 遇到 的瓶 颈 问题 ， 寻找 可替 代 、 可再 生 、 清 洁 的新 能源 已成 为全球 各 国 的共 识 。而海洋 占据 地球表 面 积的７ １ ％， 蕴 藏 着 储 量 巨大 的可 再 生 能 源 ， 主 要 包 括 海 洋 风能 、 潮汐能 、 波浪能 、 海流能 、 温 差 能 和 盐
视 。文 中介 绍 了波浪能 的定 义、 成 因和特 点 ， 对 波浪 能发 电装 置进行 分 类总结 。 阐述各 类装 置工作 原理及 特 点 。基 于上述 总结 ． 分析 了波浪发 电装 置 需要 解 决 的 问题 ， 对世 界 波浪 能发 电装置 发展
进 行展 望
关键词 ： 波浪能 ； 波浪能发 电装置 ； 研 究现状 ： 发展前景 中 图分 类号 ： Ｐ ７ ４ ３ ． ２ 文献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ３ — ２ ０ ２ ９ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ５ — ０ １ ０ ０ — ０ ５
能量传递速率和风速有关 ， 也和风与水相互作用 的
距离 （ 即风 区 ） 有 关 。水 团相 对 于 海 平 面 发 生位 移
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ３ — ０ ６ 基金项 目： 山东大学前沿和新兴 学科 团队导向类项 目资１ ￣（ ２ Ｏ １ ４ Ｑ Ｙ Ｏ Ｏ ６ ） ； 山东大学交叉学科培育项 目资助（ ２ ０ １ ６ Ｊ Ｃ ０ ３ ５ ）
波浪能作为一种可再生能源 ， 相 比于其他可再 生能源（ 风能、 太 阳能 ） ， 具有 以下优点 ： ①波浪能在 可再生能源 中具有最 高的能量密度［ ； ② 波浪能开 发 利用 中产 生很 小 的 负面 环 境 影 响 ； ③ 波 浪 传 输 很长的距离 ， 而其能量的损失却很小 ； ④波浪能利 用设备可以在 ９ ０ ％的时间内运行 ， 而风能利用设备和
第３ ５卷 第 ５期
２
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｏ ＣＥ ＡＮ Ｔ ＥＣ ＨＮＯＬ ＯＧ Ｙ
Ｖｏ Ｉ ． ３ ５． Ｎｏ ． ５ Ｏｃ ｔ ， ２ ０１ ６
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ － ２ ０ ２ ９ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ５ ． ０ ２ ０