1.3国内外波浪能利用技术现状

1.3.1国外在波浪能利用方面的研究

1.3.2国内在波浪能利用方面的研究

1.4海洋环境监测节点技术

1.4.1几种海洋环境监测节点结构类型

目前国内外用于海洋环境监测的平台等仪器结构形式多采用单层平台式，整体漂浮于水面，呈现圆柱形结构，上部布置有检测系统等，多为蓄电池功能，如下列几种形式：

（1）一种框架式全自主海洋环境监测浮标海面上方的浮体底部通过框架式支柱垂直连接海面之下的框架式底座，浮体上部设有卫星天线、风向传感器、风速传感器、太阳能电池板；浮体内腔中设有集控中心、一对啮合齿轮、蓄电池、GPS模块、配电板、发电机和集线器；浮体正下方的三个测量面板位于海面位置且沿圆周方向均布并连接齿轮轴下部分，齿轮轴上端伸进浮体内并连接一对啮合齿轮，一对啮合齿轮连接发电机；在每个测量面板上都布置有分布式的波浪测量传感器；框架式底座中心部位设有储备浮力舱，框架式底座外的四周均匀布置四个螺旋桨；有效减小浮体受波浪的影响，实现全天候作业和高精度定点测量，具有优良的稳性和自扶正功能。

图1-7 一种框架式全自主海洋环境监测浮标

（2）利用太阳能的一种海洋环境监测浮标它包括浮体、支架。支架固定在浮体上端，支架上端设有监测平台，监测平台上固定有气象监测设备、太阳能电池板，浮体内部设有仪器舱，仪器舱内安装有蓄电池、控制设备，浮体下端设有水下探测设备，蓄电池、水下探测设备、气象监测设备、太阳能电池板分别与控制设备电性相连，太阳能电池板吸收阳光，把光能转换成电能通过控制设备保存到蓄电池中，控制设备控制蓄电池为浮标上的电气设备提供电源，同时监测气象监测设备与水下探测设备探测到的各项数据。

图1-8 利用太阳能的一种海洋环境监测浮标

1.4.2几种典型波能转换装置

19世纪伊始，人们就开始了对波浪能发电装置的研究，利用对环境无污染、可再生、储量大的波浪能进行发电，来满足人类对能源的需求。到目前为止，很多国家已经提出了许多有价值的设计原理与方案，并且已经应用到工程实例中进行发电[19]。

（1）收缩波道式波能转换装置收缩波道式波能技术依靠逐渐收缩的导浪墙俘获波浪能（绕射聚波），使之在逐渐收缩的导浪墙中放大，直到越过导浪墙顶进入高于海面的水库。进入水库的水的势能通过水轮发电机转换为电能[17]。在1986年，在挪威MOWC电站附近建造了一座聚波水库电站。发电采用常规水轮机组。该装置的研建非常成功，波能转换效率较高，同时具有很好的发电稳定性，故障也少。但是在装置设计中也有缺陷，即收缩波道末端过于狭窄，尽管这样可以最大限度的利用小波的能量，但使得进入波道的石块以卡在波道末端。

（2）振荡水柱式波能转换装置振荡水柱式波能转换装置是国内外普遍认为技术成熟的波浪能发电装置之一，自从该波能转换方案提出以来，就吸引了众多研究人员的注意力，成为世界上研究比较多的波能转换装置[18]。日本在该类型波能装置上进展迅速，成为第一个成功将此装置应用到商业的国家，为海上导航装置提供电力[19]。振荡水柱式波能转换装置如图1-9所示。该装置的优势在于可以利用共振来加强水柱的运动来提高该波能转换装置的转换效率[20]。

图1-9振荡水柱式波能转换装置