海上波浪能技术的新进展:从瓦特级到兆瓦级
波浪能的潜在应用范围小到瓦特级的海上传感器,大到兆瓦级的发电装置.通过波浪能转换得到的电能可满足以下领域的供电需要:海洋观测、通信、自主式水下航行器充电、独立的社区电网、水产养殖、水下数据中心、海水淡化、海底采矿、救灾与灾后重建及公用电网.截止到目前,研究的焦点主要集中于公用规模波浪能发电系统的研发与建设,以实现所产生电能的并网利用.虽然研究人员开发出了多种波浪能利用技术,但该能源仍未成为主流的可再生能源.REN21网站指出,去年全球风能与太阳能的新增装机容量达150GW,发展势头迅猛;尽管如此,风能与太阳能仍不能解决全球对可再生能源的大量需求.由于目前缺乏经济高效的大容量电能储集装置来平稳及转移电能供应,而风能与太阳能发电又存在一定的间歇性,因此要求使用分布范围广、能源密度高且靠近陆地的新型可再生能源来弥补风能与太阳能的缺陷.同时,在海洋环境中,很多情况下难以实现风能与太阳能的应用,这就更需要新型可再生能源的开发利用.海洋水动力资源——主要包括海洋波浪能、洋流能与潮汐能——可有效弥补风能与太阳能的缺陷.在我们的星球上,海洋是最大的储能电池,能够满足目前200％的全球电能需求量及30％的美国国内电能需求量.其中,波浪能具有主流新型可再生能源的理想特征,且其资源量为全球可用潮汐资源量的7倍左右.但是,所有海洋能源的开发利用都需面对严苛的运营环境,因此需平衡当地的负担能力、各利益相关方对能源利用系统的接受水平以及稳定可靠发电系统的可用性之间所存在的利益冲突.在联邦政府资金的资助下,与波浪能利用相关的开发研究项目已开展数年,波浪能利用技术的最新研究进展可有效打破上述各类限制条件,并为该能源的稳定与经济高效利用奠定基础.而这些技术进步还能够推动该能源在海事领域的推广应用,尤其是在用于海上传感、监测与通信领域的低功率自主系统以及兆瓦级公用规模的发电系统等方面.这些系统的潜在客户包括:国防与安全机构、油气公司、工业企业、水产业公司与通信公司等.上述公司或机构需要稳定且可靠的电能储集系统来降低其现有电池、太阳能或液态燃料能源的购置成本,并实现目前所不具备的运营能力以及在能源企业中的地位.
2020-04-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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