1 漂浮式波能装置
1.1 日本海明号Ⅱ期试验
“海明”波力发电计划是由日本海洋科学技术中心(JAMSTEC)牵头,美国、英国、挪威、瑞典、加拿大等国参加的一项国际合作研究。研究在长80m,宽12m,由13个振荡水柱气室组成的船型漂浮式结构上进行。1978年至1979年完成了第1期试验,对三种不同形式的波力发电机组进行了对比试验。第Ⅱ期海上试验于1985年至1986年进行。研究的主要目标是提高发电效率,减小机组体积和重量,改进海底输电系统和锚泊系统并根据海上运行结果评价波浪发电的经济性能。试验结果表明,“海明”号的船身结构海底电缆和锚泊设计较成功,但发电效率令人失望,系统总效率不超过6.5%,因而估算出的发电成本偏高。试验结束后,“海明”号被送往船厂解体,完成了其历史使命。作为一个大型国际合作项目,“海明”计划的贡献不仅在于获得了大量的技术成果,还在世界范围内推动了波浪能研究。
1.2 后弯管波力发电装置
它是振荡水柱(OWC)波能系统的一种发展形式,由日本著名波能专家益田善雄提出。该装置是益田的儿子发明的。后弯管式浮体的特性使装置能有效地吸收来自垂荡和纵摇两方面的能量。向后伸展的OWC还可方便地改变水柱设计长度,调整自振频率以适应不同的波况,这对于小波浪和浅水区域显得特别重要。日本绿星社于1987年进行了后弯管装置的海上试验。国内也在珠江口投放了后弯管波力发电灯浮标并在大型导航灯船上采用了后弯管波力发电系统。目前,日中双方正在合作开发后弯管装置,它有可能成为继中心管波力发电灯浮标之后的又一个商品化波能装置。
1.3 日本Mighty Whale号
1.3.1.1 装置参数
船壳:长50 m,宽30 m,型深12 m,吃水8 m,排水量4380 t,空船排水量1290 t(若按每吨8000元人民币计,此项费用达1032万元)。 气室:3个,开口8 m宽、6 m高。 空气透平:Wells透平,8叶,NACA0021翼型,直径1.7 m,材料为铝合金,重量约480 kg,最大转速为1800 RPM。 电机:类型为三相感应式,一号机组装机容量可以在50 kW和10 kW之间自动切换,视波况大小而定;二号、三号机组装机容量为30 kW两台。强制性风冷,转速为300——1800 RPM,电压为三相交流200V。总装机容量为110 kW。 测量系统:测量入射波高及方向、风速及方向、气温、气压、透射波高(透射到装置背后的波高)、气室内外波高、气室压力、透平的压降、转速、扭矩、安全阀状态、机械噪声、电机的电压、电流和功率、装置位置、锚系力及装置用电量等。数据由3 km远的岸边基地通过遥感勘测系统收集。锚系:艏锚链4条,每条32 t;沉子4个,每个190 t。艉锚链2条,沉子2个。(此项估计约1000万元人民币) 保护设施:安全阀一个,当转速超过允许值之后关闭,保护透平和电机。

1.3.1.2 造波槽模型试验
Mighty Whale号的1:20模型试验在日本海洋科技中心造波槽进行。造波槽长40 m,宽4 m,水深2 m。最大俘获宽度比为50%,发生于波长为1.5倍船长的波,即模型试验周期1.55 s的波,或对应于40 m水深、周期为6.94 s的波。
1.3.1.3 实海况试验
Mighty Whale号锚泊于Gokasho海湾之外1.5 km处。目的是验证数值计算和实验室试验结果,波能转换性能,锚系和结构的安全性以及电器设备性能。1998年9月开始持续两年的实海况试验,从试验情况来看,装置的各部分工作正常,最大总发电效率为12%。
1.3.1.4 总造价估计在2000万元人民币以上。


