一、波浪能分布

波浪能来源于风能，位于盛风区和长风区的沿海海域往往能产生较大的波浪，因此具有较大的波浪能密度。地球南、北半球40°～60°纬度间的风速最大。信风区（赤道两侧30°之内）有规律的低速风，能够产生具有较大利用价值的波浪能资源。虽然大洋远离大陆的海域也具有丰富的波浪能资源，但由于距离大陆较远，给波浪能转化装置的运输、安装、维修以及电力输送都带来巨大挑战，因此目前只能利用近海海域的波浪能资源。

据估计，全球可供人们实际开发的波浪能功率有2.5太瓦。其中平均波浪能流密度（波浪在单位时间通过单波峰的能量，单位为千瓦/米）最高的是苏格兰西北沿岸，可达到48千瓦/米。日本近海和沿岸的平均波浪能流密度分别为13千瓦/米和6千瓦/米。

二、开发利用技术原理

自20世纪70年代以来，许多海洋国家积极开展了波浪能开发利用的研究，并取得了较大进展。波浪能资源利用技术已接近实用化阶段，主要发展方向为大规模供电。波浪能发电的关键为实用化的波浪能发电装置，目前全球在波浪能发电装置方面的专利数量已有数千项，类型也非常多，基本原理有：

①利用波浪引起物体振荡和摇摆运动发电。

②波压力变化发电。

③利用波浪爬升使波浪能转化成势能继而发电。

波浪发电装置通过三级能量转换过程将波浪能转化为电能，一级能量转换装置受波浪驱动将波浪能转换成装置的动能、水的势能或中间介质的动能与势能等；一级能量转换所得到的能量通过二级能量转换装置转换成旋转装置的动能；三级能量转换通过发电机将旋转装置的动能转换成电能。通过20世纪70年代的实验室研究以及80年代的实地应用，最接近实用化的发电装置型式为振荡水柱式、摆式和聚波水库式。

1．振荡水柱式波浪能发电装置

目前研发的振荡水柱式波能发电装置主要有两种——漂浮式和固定式，使用的中间介质一般为空气，一、二级能量转换装置分别为气室和空气叶轮机，波浪压缩空气后由压缩空气驱动空气叶轮机做功发电。气室上、下各有一开口，下部开口浸没于海面以下，上部开口位于海面之上。波浪使海面上升时，气室里的空气被压缩，并通过正压水阀到达正压气缸，驱动空气叶轮机发电；波浪使海面下降时，气室内因负压引起空气进入，也会驱动空气叶轮机发电。压水阀使正、负回路不能互通，两个发电过程不会产生互相干扰。该装置不与海水直接接触，大大降低了受腐蚀的程度，且结构简单，可靠性和维护性较好，但二级能量转换装置——空气叶轮机的转换效率偏低。

小于1千瓦的振荡水柱式波浪能发电装置已作为导航浮标的电源。英国、挪威、葡萄牙和中国等已研发成功数百千瓦的这种类型的波浪能发电装置。

2．摆式波浪能发电装置

与振荡水柱式波浪能发电装置一样，摆式波浪能发电装置也分为漂浮式和固定式两种。一级能量转换装置为摆体。摆体在波浪的作用下前后或上下摆动，此时波浪能转换为动能。再通过与摆体相连的液压装置转换成液力泵的动能，最后驱动发电机发电。摆式装置的转换效率高于振荡水柱式，并且可与相位控制技术结合起来提高发电效率。缺点是该装置既有机械结构又有液压结构，导致维护性较差。

3．聚波水库式波浪能发电装置

聚波水库式波浪能发电装置的一级能量转换机构为喇叭形的收缩波道，与大海连通的一面开口最宽，宽度逐渐缩小，与水库相连处最窄。收缩波道在整个装置中起到聚波器和转能器的双重作用。波浪在波道传播过程中波高会不断增加，当波峰高于边墙时，波浪水体溢过边墙储存在储水库中，波浪能转换成势能。不同地形条件的水库与外海间的水头落差有3～8米，足够推动水轮发电机组发电。聚波水库式波浪能发电装置一级能量转换机构没有活动部件，可靠性和维护性较好，发电比前两种装置稳定，但建设水库对地形有较高的要求，选址受限较大。