前言

FOREWORD

全世界波能的理论估算值为109kW量级，我国沿海波浪年平均功率理论值约为1.3×107kW。波能如此巨大，存在如此广泛，自古就吸引着沿海的能工巧匠们，想尽各种办法，企图驾驭海浪为人所用。我国东临太平洋，海域辽阔，南北纵跨三个气候带，领海总面积约470万km2，海岸线曲折而漫长，大陆岸线长达18000km，岛屿岸线长达14000km。这种优越的自然地理条件，决定了我国波能资源丰富且开发潜力巨大。

在18世纪后期就有波能开发利用的专利，现代波能利用的研究主要源于20世纪70年代出现的石油危机。波能发电装置种类繁多，根据工作原理可分为点头鸭式、摆式、振荡水柱式、筏式、直驱水轮机式、漫溢式和振荡浮子式等。大部分的装置还处于实验室研发阶段，只有几种装置在进行实海况测试。其中较著名的是英国500kW振荡水柱式波能发电装置（Limpet）和葡萄牙750kW筏式波能发电装置（海蛇号）。我国在山东省即墨市大管岛研建了30kW摆式波能发电装置，在大万山岛建成了3kW振荡水柱式波力电站，在广东汕尾建成了100kW振荡水柱式波力电站，后来又研制了一批10W振荡浮子式波能发电装置。现有波能发电技术的不足在于波能捕获的效率低，被转换的二次能不稳定，以及对海域环境的适应性差等。

受我国海洋局的委托，2010年年底中国水利水电科学研究院承担了直驱水轮机式波能发电装置的海洋可再生能源专项资金项目，并开展了研究。本研究针对我国波能密度小、周期短的特点，深入研究了双击式水轮机转子和加速流道组成的波能发电装置，提出宽频带波能捕获理论。在此基础上研究流道水体的振幅和相位特性，阐述阻尼对波能捕获效率的影响规律。通过物理模型试验和数值模拟分析，对所提出的理论进行了验证，对波能发电装置结构参数进行了优化研究，并成功研发了一套新型、高效、结构简单的波能发电装置——横轴转子水轮机波能发电系统。本书是对上述所有研究成果的归纳与总结。

本书的完成得到了国家海洋局海洋可再生能源专项资金项目（GHME2010ZC02）的资助，在此谨向提供上述资金资助的单位表示感谢。

由于作者学识有限，书中难免存在缺陷和疏漏之处，敬请读者批评指正。

作者

2017年11月