逆向旋转的涡轮机设计可从海浪中获取双倍能量

从海浪中获取能量的想法已经存在了几个世纪，最近我们开始看到为这些目的设计的现代机器以一些有趣的形式出现在海上。这包括从垂直和水平运动中提取能量的旋转系统，当波浪将水和空气推过混凝土室时捕获能量的发电机，以及带有浮力臂的发电机，它随着波浪的运动上升和下降。

利用波浪能量的一个更常见的方法被称为点式吸收浮标，它包括一个在海面上的浮动装置。当浮标随波浪上下移动时，它就会驱动建在海面下部分系绳上的能量转换机制。这可能是一个齿轮传动系统，利用线性运动来旋转飞轮并产生动力，正如在一些实验设计中看到的那样。

皇家墨尔本理工大学的科学家们将点式吸收浮标作为其新型发电机的跳板，他们说这解决了传统设计中的几个问题。为了有效地收集能量，点式吸收浮标通常需要使用传感器、执行器和其他电子装置，使自己与传入的海浪精确同步，但这使它们面临着维护和可靠性问题。

在他们所谓的世界首创的设计中，科学家们放弃了所有这些同步传感器和电子装置，而采用了一种被动的方法，让设备随着海浪自然上下浮动。两个紧挨着的涡轮轮子在下面以相反的方向旋转，并结合在一起，放大了传递给发电机的能量。

这个发电机被安置在一个高于水面的浮标内，以保护它不受腐蚀，并通过轴和皮带轮驱动传动装置与旋转的涡轮机连接。在实验室里对这个原型的测试表明，它可以从海浪中吸取两倍于其他点式吸收器设计的能量，同时有望成为一条更简单和具有成本效益的前进道路。

首席研究员王旭教授说：“通过始终与海浪的运动保持同步，我们可以最大限度地利用所采集的能量。与我们独特的逆向旋转双涡轮相结合，与其他实验性的点式吸收器技术相比，这个原型可以将从海浪中获取的输出功率提高一倍。”

科学家们现在希望在他们成功的实验室测试的基础上，研究一个全尺寸版本在水箱中的性能，并最终研究其在海洋的性能。

王旭教授说：“我们的原型技术克服了一些关键的技术挑战，这些挑战一直阻碍着波浪能行业的大规模部署。随着进一步的发展，我们希望这项技术能够成为一个繁荣的新可再生能源产业的基础，带来巨大的环境和经济效益。”

这项研究发表在《应用能源》杂志上。