波浪龙
波浪龙是一种在丹麦开发的漂浮式越顶波浪能转换装置。
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概览
波浪龙是一种漂浮式波浪能转换装置概念，由丹麦公司Wave Dragon ApS开发。其设计原理是引导入射海浪沿宽阔的斜坡上升并进入高位蓄水池，蓄水池中的水再通过低水头水轮发电机流回海平面，将储存的水头转化为电能。两个大型反射臂将波浪能集中到斜坡上，增加越顶进入蓄水池的水量。 该概念由丹麦工程师Erik Friis-Madsen于1987年提出，随后获得专利。与其他依赖铰接结构、振荡水柱、气室或复杂液压机构的波浪能技术不同，波浪龙旨在使用相对简单的浮式平台，活动部件数量有限。其主要活动部件是涡轮机，而主体结构包括重型浮体、弧形斜坡、波浪反射器、系泊系统、涡轮机和发电机。设计强调耐久性和降低机械复杂性，以适应海上条件，其中腐蚀、生物污损、风暴和维护通道会显著影响运营经济性。 开发过程经历了实验室和现场测试。1998年至2001年间，在奥尔堡大学和科克大学进行了约1:50比例的小规模试验。2003年，一个重约237吨的1:4.5比例原型机部署在丹麦Nissum Bredning波浪能测试中心。该原型机于2003年5月成为首个接入丹麦电网的海上波浪能转换装置。测试持续到2005年初，当时系泊系统在风暴中失效，导致其漂上岸。故障归因于负载传感器故障，而非核心越顶原理。 2006年4月，改进后的原型机部署在波浪能更丰富的站点，并于2009年以20千瓦的额定功率重新部署。测试持续到2010年3月，当时漂移的海冰造成操作问题。原型机最终于2011年报废。测试旨在评估可用性、发电量、水力行为以及天气和潮汐条件的影响，同时帮助开发者改进斜坡、反射器、防纵摇和横摇性能、系泊系统和建造成本。 波浪龙还计划进行更大规模的商业示范。在2000年代，开发者计划在威尔士彭布罗克郡米尔福德港附近海岸建设一个7兆瓦的前商业示范装置。2007年完成了一项环境影响评估，针对一个位于Long Point以西约1.7公里、水深约25米处的装置。该项目因2008年金融危机相关的融资困难而推迟，最终未能建成。丹麦早期的商业雄心也受到该国日益关注海上风电的政策和投资影响，减少了对其他可再生能源技术的支持。 该技术理论上可以单机部署，也可以组成多达200台的阵列。该概念将海上浮式平台工程与成熟的水轮发电机原理相结合，包括卡普兰水轮机配置和替代进水口布置的研究。截至2022年，据报道该项目正在寻求额外资金以继续开发。现有公开记录未证实有商业运营船队、完整的全尺寸示范装置、当前公司所有权或活跃的商业产品线。
沿革
波浪龙概念由丹麦工程师Erik Friis-Madsen于1987年提出，随后获得专利。该设计通过越顶过程实现波浪能发电：波浪反射器将入射水引向抬高的斜坡，水进入高于海平面的蓄水池，随后通过水轮发电机产生电力。这种方法将传统水电原理应用于漂浮式海上结构。 1998年至2001年间，该技术在丹麦奥尔堡大学和爱尔兰科克大学进行了小规模测试。这些试验有助于评估斜坡和蓄水池布置的水力行为，并为更大原型机的设计提供信息。该项目是在更广泛的欧洲研究背景下开发的，合作伙伴来自奥地利、丹麦、德国、爱尔兰、葡萄牙、瑞典和英国。 2003年3月，一个重约237吨的1:4.5比例原型机被拖至丹麦Nissum Bredning波浪能测试中心。该原型机采用船型钢结构，旨在通过其巨大质量和压载水保持稳定。2003年5月，它成为首个接入丹麦电网的海上波浪能转换装置。现场测试继续研究能量产生、系统可用性以及在不同天气和潮汐条件下的性能。 首次现场活动于2005年1月结束，当时风暴导致系泊系统失效，装置漂上海滩。据报道原因是负载传感器缺陷。开发者没有放弃该概念，而是修改了设计，并于2006年4月将其部署在另一个波浪能更丰富的测试站点。该装置于2009年以20千瓦额定功率重新部署。测试持续到2010年3月，当时漂移的冰层干扰了操作。原型机于2011年报废。 该项目还寻求在威尔士进行全尺寸示范。2004年，宣布了在彭布罗克郡米尔福德港附近建设波浪能设施的计划。拟议的波浪龙前商业示范装置是一个7兆瓦的单元，将系泊在Long Point以西约1.7公里、水深约25米处。2007年完成了一项环境影响评估，以支持所需的许可。与2008年金融危机相关的融资延误阻止了建设，示范装置从未建成。 丹麦的商业化努力面临另一个挑战，因为海上风电成为特别成功且得到大力支持的可再生能源技术。用于替代可再生能源技术的公共资金减少，使得将波浪龙从原型测试推进到全尺寸部署更加困难。该概念设计为单机部署或最多200台阵列部署，可能实现公用事业规模输出，但现有记录中未建立商业阵列。 技术上，波浪龙结合了大型浮式蓄水池、双曲斜坡、两个波浪反射臂、松弛系泊系统、水轮机和永磁发电机。重型平台旨在限制横摇和纵摇，而测试侧重于优化越顶、减少结构和系泊载荷，以及限制建造、维护和运营成本。开发过程中考虑了卡普兰水轮机配置和替代进水控制系统。截至2022年，该项目正在寻求进一步资金。公开记录未确认已完成的全尺寸商业安装、当前所有权或明确的活跃运营状态。
- 2011
原型机报废
[1]现场计划结束后，测试过的原型机被报废。
- 2010
现场测试结束
[1]漂移冰层造成操作问题，结束了丹麦原型测试计划。
- 2009
原型机以20千瓦额定功率重新部署
[1]改进型原型机以20千瓦额定输出重新部署，继续现场测试。
- 2007
威尔士示范装置环境评估完成
[1]为拟议的彭布罗克郡7兆瓦前商业示范装置完成了环境影响评估。
- 2006
改进型原型机部署
[1]改进型装置部署在波浪能更丰富的测试地点。
- 2005
风暴损坏首台现场原型机
[1]风暴期间系泊失效导致原型机漂上岸；报告的技术原因是负载传感器故障。
- 2003
大型原型机在丹麦部署
[1]一个1:4.5比例、重237吨的原型机被拖至Nissum Bredning进行海上测试。
- 2003
首次海上并网
[1]波浪龙原型机接入丹麦电网，并被描述为第一个实现此类连接的海上波浪能转换装置。
- 2001
初步实验室测试结束
[1]在丹麦和爱尔兰波浪水槽进行试验后，第一轮小规模测试阶段结束。
- 1998
小规模原型测试开始
[1]在奥尔堡大学和科克大学开始了约1:50比例的小规模测试。
产品与定位
一种海上可再生能源技术概念，将波浪聚焦、高位蓄水和低水头水力发电结合在浮式平台上，旨在降低机械复杂性。
漂浮式越顶波浪能转换装置 · 2003
波浪龙
核心波浪龙装置是一个漂浮的、松弛系泊的平台，使用两个反射臂将波浪引向宽阔的斜坡。水越过斜坡进入高位蓄水池，然后通过低水头水轮发电机返回海平面。平台包含一个重型主体以保持稳定、一个弧形斜坡、系泊系统、涡轮机和永磁发电机。该设计可以单机使用，也可能组合成大型阵列。开发原型机在丹麦进行了测试，但未记录有全尺寸商业单元完成。
计划中的公用事业规模波浪能示范装置
波浪龙前商业示范装置
拟议的威尔士示范装置旨在成为一座7兆瓦的波浪龙单元，系泊在彭布罗克郡米尔福德港附近海岸。计划安装将在约25米水深运行，并得到了2007年完成的环境影响评估的支持。与2008年金融危机相关的融资问题推迟了项目，示范装置从未建成。
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