振荡水柱式波浪能发电技术(OWC)也称为空气透平式波浪能发电技术,是目前应用最广泛的波浪能发电技术,在国内也有较多振荡水柱式波浪能试验电站在运行。
振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,见图1左图。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,见图1右图,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振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,这就是振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,有关这种涡轮机的结构与原理将在下一节介绍。 |