【視野】日本開發波浪能渦輪機 1%沿岸能量可抵10座核電廠
波浪能是所有海洋能源中最不穩定的能源，不過日本沖繩科學研究院（OIST）仍打算發展波浪能來發電。在日本，30%海岸線都放置大量消波塊和防波堤用四腳錐體塊來抵擋海浪侵蝕，OIST團隊玩轉巧思，選擇將渦輪機放置在
波浪能是所有海洋能源中最不穩定的能源，不過日本沖繩科學研究院（OIST）仍打算發展波浪能來發電。在日本，30%海岸線都放置大量消波塊和防波堤用四腳錐體塊來抵擋海浪侵蝕，OIST團隊玩轉巧思，選擇將渦輪機放置在這些關鍵海岸線前方當作另一道墻，一方面可為日本生產額外電力送入電網，一方面也可以削減海浪直接沖擊沿岸的力量。OIST教授Tsumoru Shintake稱，“在1%海岸線安裝渦輪機就能產生約10GW能源，相當于10座核電廠。”
波浪能是利用水的位能差、往復力或浮力產生的動力來發電。根據維基記載，雖然自從1890年來已有人嘗試使用波浪能，但商業上目前仍未被廣泛采用，2008年才有第一個試驗波浪能發電的商業電站在葡萄牙開設。波浪能發電與潮汐能發電和海洋環流發電不同，主要競爭對手是海上的離岸風力發電。
《The Atlas》報導，目前全球有部署波浪能實驗項目的地區如夏威夷Azura設備、加州大學柏克萊分校的海底地毯、澳洲“人造氣孔”設備、直布羅陀的CorPower設備等。
夏威夷Azura設備為一種360度旋轉的浮動設備，能從垂直和水平兩方向提取動力波動；海底地毯的靈感來自泥濘海底的波阻效應，加州大學柏克萊分校實驗表明，地毯能夠吸收超過90%的波浪能量；澳洲人造氣孔設備看起來則像人的側臉，海水從張開的嘴巴灌入后上升至中空的鼻腔，鼻腔中被擠壓的空氣再驅動渦輪機旋轉發電；直布羅陀的CorPower設備則安裝在碼頭上，將波浪的上升和下降轉換成流體壓力。
而日本的波浪能量轉換系統（Wave Energy Converter，WEC）則和防波堤用四腳錐體塊并肩作戰，這些渦輪機放置在第一火線上，比如四腳錐體塊的前方或是珊瑚礁地形。由于從深海涌上淺海珊瑚礁的波浪會因“斷裂”產生極快速水流，渦輪機便在收集海浪能量的同時抵消浪潮直接沖擊岸邊的力道，減少日本沿岸受到的影響。
▲渦輪機與四腳錐體塊擺放示意圖（Source：OIST）
渦輪機本身設計成能承受極端海浪和惡劣天氣（比如臺風），就像一朵花，直徑為70公分的5條旋轉葉片由柔軟材料制成，旋轉速度慢到足夠讓不小心被葉片掃過的海洋生物逃脫不受傷，支架結構也靈活彎曲，以避免它們在大浪之下“剛極必折”。研究團隊估計，渦輪機的使用壽命長達10年。
▲日本OIST設計的渦輪機（Source：OIST）
雖然研究人員還沒有給出每個渦輪機能夠提供多少能量的確切數據，但是他們估計，“日本約30%的海岸沿線都放置了大量消波塊和四腳錐體塊，若每在1%海岸線地區部署渦輪機，就能獲得10GW能源，相當于10座核電廠，產量非常驚人。”
WEC項目的下一步計劃將是試著安裝2個直徑35公分的模型渦輪機，首席研究員Tsumoru Shintake表示，希望200年后，這些渦輪機還是在海上安靜工作著。
責任編輯：lixin
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