德澳团队推波浪能新方案:浮标阵列利用率达90%

德澳团队提出波浪能捕获新方案。该设计利用60个独立调校的浮标阵列,在模拟中实现90%的潜在能量转换率。尽管前景可观,技术目前仍处理论阶段,且面临高昂的安装与维护成本挑战。

  • 新型波浪能捕获方案可将潜在可转换能量利用率提升至 90%
  • 系统由数十个相互连接的浮标组成,具备应对不同波型的能力
  • 该技术目前仍处于模拟阶段,可行性有待进一步验证

海洋波浪蕴含巨大的清洁可再生能源潜力,但如何高效、可行地将其转化为电力一直是行业难题。近日,来自德国和澳大利亚的研究团队提出了一种新的波浪能捕获方法。

60浮标阵列模拟转化率达90%

据《有趣工程》报道,该方案的核心在于部署大量大型浮标。在模拟模型中,研究人员展示了一个由 60 个连接浮标组成的固定阵列,部分浮标体积堪比小型房屋。数据显示,即使面对方向显著变化的海浪,该阵列仍能转换 90% 的潜在海洋波能量。

这些浮标形似水面上的扁平桶状结构,通过弹簧与发电机组连接至海底。关键在于,每个浮标均经过单独调校,以匹配特定的波浪节奏。

奥格斯堡大学马尔特·彼得教授(Prof. Mart Peter)将这一原理比作荡秋千:“只有在正确的时刻给予支持,孩子才会随着时间推移越荡越高。”同理,波浪必须在适当的时间间隔到达浮标,才能使其摆动幅度最大化,从而获取能量。

应对不可预测的海况

每个浮标均针对特定波强进行调节以获取能量 (图片来源:Westcott 等,流体力学杂志,2026)

海浪具有高度的不可预测性。例如,当一波大浪击中已经因前一波浪而上升的浮标时,邻近浮标的相互作用可能会偏离最佳状态,影响整体运动效率。

研究团队提出的大规模阵列在此充当了某种“筛选系统”。即使某一浮标未能有效捕捉某道波浪,该波浪仍可能撞击到另一个更适配其特性的浮标,从而最大限度减少能量损失。研究人员对浮标的位置分布及共振特性进行了细致调整。

这一概念并非全新,它借鉴了其他科学领域的思路。在新论文中,研究团队将该理论扩展至三维空间,增大了阵列规模,并使其适应更广泛的波浪方向。

尽管前景可观,但该方案目前仍停留在理论层面,尚未经过实地测试。团队指出,虽然单个浮标可为数百户家庭供电,但设备的安装与维护成本依然高昂。

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