- 波浪能發電裝置設計與制造
- 劉延俊
- 2063字
- 2020-05-29 15:18:06
1.4.2 我國的波浪能資源
(1)沿岸波浪能資源
據《中國沿海農村海洋能資源區劃》(以下簡稱《區劃》)利用沿岸55個海洋站一年(中等波浪)的波浪觀測資料為代表計算統計,全國沿岸的波浪能資源平均理論功率為12.843GW,如表1-3所示。但是,需特別指出,在全國沿岸有很多已知的著名大浪區,以福建為例,就有臺山列島、四編列島、閭峽、北茭、梅花淺灘、牛山、大炸、圍頭、鎮海、古雷頭等,其中很多地點因無實測資料,故未統計在內。并且《區劃》波浪能資源計算所取的代表測站均為綜合性海洋觀測站,很多設在大陸沿岸,甚至在海灣內,故波浪觀測資料代表性較差(偏小)。因此,筆者認為以上波浪能資源理論功率應小于實際理論功率。另外,臺灣省四周環海,沿岸波浪大,波浪能資源豐富,但是因暫缺沿岸的波浪實測資料,其波浪能平均理論功率是利用臺灣島周圍海域的《船舶報資料》,折算為岸邊數值后計算統計的,未經岸邊實測波浪資料驗證,只能作為臺灣省沿岸波浪能資源數量級的參考。
表1-3 中國沿岸波浪能資源 MW

波浪能資源分布方面有以下幾個特點。
①地域分布很不均勻。中國沿岸的波浪能資源以臺灣省沿岸最多,為4.29GW,占全國總量的1/3;其次是浙江、廣東、福建沿岸較多,在1.66~2.05GW,合計為5.45GW,占全國總量的42%以上;其他省市沿岸則很少,廣西沿岸最少。
②波浪能功率密度地域分布是近海島嶼沿岸大于大陸沿岸,外圍島嶼沿岸大于大陸沿岸島嶼沿岸。全國沿岸功率密度較高的區段是:渤海海峽(北隍城7.73kW/m)、浙江中部(大陳島6.29kW/m)、臺灣島南北兩端(南灣和富貴角至三貂角6.21~6.36kW/m)、福建海壇島以北(北稀和臺山5.32~5.11kW/m)、西沙地區(4.05kW/m)和粵東(遮浪3.62kW/m)沿岸。以上地區年平均波高大于1m,平均周期多大于5s,是全國沿岸波功率密度相對較高,資源儲量最豐富的地區。其次是浙江南部和北部、廣東東部、福建海壇島以南、山東半島南部沿岸。渤海、黃海北部和北部灣北部沿岸波功率密度最低,資源儲量也最少。
③功率密度具有明顯的季節變化。由于中國沿岸處于季風氣候區,多數地區功率密度具有明顯的季節變化。全國沿岸功率密度變化的總趨勢是,秋冬季較高,春夏季較低。而浙江及其以南海區沿岸,因受臺風影響,波功率密度春末和夏季(南海5~8月份,東海7~9月份)也較高,甚至會出現全年最高值,如大陳附近。波功率密度的季節變化在波功率密度較高的島嶼附近更為顯著,如北隍城、龍口、千里巖、大陳、臺山、海壇和西沙等。而在大陸沿岸和少數島嶼,波功率密度的季節變化相對較小,如云澳、表角、遮浪和嵊山、南麂、大戢山等,如圖1-4所示。

圖1-4

圖1-4 全國沿岸波功率密度變化
(2)近海及毗鄰海域的波浪能資源
根據國家海洋局的《海洋調查資料》和國家氣象局的《船舶報資料》等多年歷史波浪能資料,采用氣候學方法,對渤海、黃海、東海和南海海區波浪能資源的計算(所稱黃海、東海、南海均指自然地理意義上的海區范圍),中國近海及毗鄰海域的波浪能資源理論總儲量和理論總功率分別為8103TJ和574TW,如表1-4所示。經分析研究后認為,中國近海及毗鄰海域實際可供開發的波浪能有效功率約為理論功率的1‰~1%,即574~5740GW。筆者取中國近海及毗鄰海域波浪能理論功率的1‰,即574GW作為可開發裝機容量。
表1-4 中國近海及毗鄰海域波浪能資源理論儲量

波浪能資源分布方面有以下幾個特點。
①緯向分布。由圖1-5和圖1-6可見,中國近海及毗鄰海域的波浪能儲量和波能功率沿緯向的分布是一致的,它們均有3個高峰區。第1個高峰區位于9°~14°N,即南海南部(2°~15°N)偏北的大部分海區;第2個高峰區位于17°~22°N,即南海北部(15°~22°N)偏北的大部分海區;第3個高峰區位于25°~33°N,即基本上是整個東海海區。比較3個高峰區可見,第1和第2個高峰區的量值均大于第3個高峰區,第1和第2兩個高峰區的波能和波功率占我國近海及毗鄰海域總波能和總波功率的近2/3。

圖1-5 中國近海及毗鄰海域波能沿緯向分布

圖1-6 中國近海及毗鄰海域波功率沿緯向分布
②經向分布。由圖1-7和圖1-8可見,中國近海及毗鄰海域波能和波功率沿經向的分布基本上也是一致的。與沿緯向分布不同的是,經向分布僅有兩個高峰區。波能的第1個高峰區位于110°~119°E,即大部分南海海區,第2個高峰區位于121°~126°E,即黃海和東海的大部分海區。而波功率的第1個高峰區位于109°~118°E,第2個高峰區位于120°~125°E。同時,我國近海及毗鄰海域波能和波功率的約2/3集中于第1個高峰區,而其余的約一半在第2個高峰區。

圖1-7 中國近海及毗鄰海域波功率沿經向分布

圖1-8 中國近海及毗鄰海域波功率沿經向分布
③各海區的分布。我國近海及毗鄰海域波浪能資源在各海區的分布,按理論總波能和總波功率大小排序是:南海南部偏北海區為2200TJ和141TW,占各海區總量的24.6%;南海北部偏北海區為1710TJ和122TW,占各海區總量的21.3%;東海海區為1673TJ和117TW,占各海區總量的20.4%。南海南部偏南海區、渤海和北黃海最少。按波能密度大小,各海區的排序是:南海南部偏北海區、南海北部偏北海區、東海海區,南海南部偏南海區、渤海和北黃海最低。按波功率密度大小,各海區的排序是:南海北部偏北海區、南海南部偏北海區、東海海區,南海南部偏南海區、渤海和北黃海最低。