近岸拓扑结构应用于岸上或者海洋冲浪区之内。根据所选方法的不同,近岸应用与离岸(海上)应用相比各有优劣。下面介绍各种不同的近岸应用。
4.3.2.1 使用通道/水库/水轮机方法的近岸波浪能发电
为了充分利用波浪能,可以将波流导入到一个漏斗状的狭窄通道当中,以提升它们的能量和规模。波浪能被输送到一个集水槽当中,直接驱动水轮机转动,如图4.14所示。这种方法比其他海上应用系统更加昂贵,因为它需要建造一个水库,收集波浪带来的能量来驱动水轮机。不过,所有的WEC系统组件都位于内陆,这样一来就比海上应用系统更易于维护。此外,由于使用水库收集海水,因此可以通过水库的规模来解决间歇性问题。这将为电压和频率调节构建一个方便的平台。不过,如果将这类工厂建造在海洋波浪规律而且持续的地方,则会更有优势。
图4.14 将海洋波浪经通道导入水库推动水轮机旋转
4.3.2.2 基于气动涡轮机的近岸波浪能发电方法
收集波浪能的另一种方法是,利用通过波浪驱动的圆轴或圆管内的海水升降形成的振荡水柱(OWC)来发电。海水升降驱动空气从圆轴顶部进出,推动气动涡轮机,如图4.15所示。(www.xing528.com)
图4.15a所示为近岸气动涡轮机的一般结构。当波浪填入海水腔时,它将推动通风室驱动电动机,如图4.15b所示。在图4.15c中,当波浪从海水腔中撤出时,会降低通道内的空气压力。
这种方法是有利的,因为它不仅能利用波浪的能量,而且还能利用潮汐运动的能量。不过,使用该方法时,应在波浪和气室之间提供机械隔离,以获得更高的效率。这也给系统增加了更多的成本和设计复杂性。
图4.15 使用波浪能的气动涡轮机[14]
a)前进的波浪开始填充气室 b)空气被上升的水位压缩 c)空气被回撤的波浪拉回
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