海浪能和潮汐能――复合材料的新兴市场

    据Tidal Sails的技术总监Terje Onerheim介绍，小规模原型上的翼板将采用GRP夹心结构。“翼板尺寸将与水流的速度成正比。”他说，“翼板大致是正方形的，在完整尺寸的设备中面积可达20 m2。由于翼板有很多个，其总的有效面积非常大。”
    英国剑桥的Lola复合材料公司与威尔士的Tidal Energy公司有合作，他们的设想是在海床上的三角形框架顶点上安装三台水平轴潮汐涡轮机，利用其自身的重量保持在适当的位置。这些发电机绕着枢轴旋转，各自与水流方向保持一致，因此当潮汐转向时，叶片的斜度不必反转。整个设备可以从海底提起放到岸上进行维修。
    几个推荐场所上的发电机系统是依靠随海浪上下运动的浮标来发电的，这种纵向的运动通过内部的振荡水柱转化成电能。在另一种类型的发电机中，能量来自于相邻的浮动元件的差动，这些元件通过带有能量启动系统的接头相连接。
    在浮动性能方面，复合材料本身比金属具有优势。利用叶片、半球形浮台或浮标获取海浪能的设备就利用了这一优点。
    AWS海洋能公司的“阿基米德Wave Swing”系统使用Kevlar/橡胶复合材料，制成了一种潜水型的类似浮标的元件。在海洋表面上，当元件上方的海浪流动时，其体积就会随着压力的变化而变化，从而上下浮动。这种纵向的运动即被转化成电能。
    立式转子系统现在有了一些新的进展。荷兰EcoFys公司的Wave Rotor会随着海浪引起的水的纵向运动而旋转。英国康沃尔郡的Freeflow 69公司说，他们的Osprey立式涡轮潮汐流发电机可以获取水平的水流能量，其转子永远沿着相同的方向旋转，无论潮汐流方向如何。管道式转子是另一种新型系统，利用文丘里效应提高能量获取效率。复合材料在这种管道中将有所应用。
    挪威Wave Energy公司的媒体关系经理Monika Bakke说，他们正考虑将增强塑料用于那些常会受到海水和水中颗粒侵蚀的转动部件中，例如阀门部件和该公司活动挡水板中能量获取元件的转子。
    FO3海浪能转换器是一个漂浮的平台，装备有立式振动点吸收器。复合材料浮动吸收器安装在平台下面，随着波浪的流动而上下运动，从而将动能转化为电能。总部位于比利时的3B玻纤公司将为浮动吸收器提供特殊的玻纤产品。高性能的材料将提供必要的耐久性和力学性能，以应对恶劣的海洋环境。
    FO3的开发团队包括 ：设备所有者和运营商挪威奥斯陆的Fred Olsen公司、部件制造商比利时的Spiromatic公司、Ghent大学负责机械设计以及结构和材料的测试。该项目是由欧盟支持的“可持续的经济高效海浪能转换器（SEEWEC）”项目的一部分，也是英国Wave Hub项目的一部分，该项目将对2010年开始商业化运行的海浪场技术进行评估。复合材料凭借高强度及其在海水中的耐腐蚀性和耐久性被选作浮动吸收器的制造材料。3B公司的AdvantexTM玻纤和HiPer-texTM高性能玻纤将用于框架的制造。据3B公司业务发展经理Philippe Nellissen介绍，两种产品都符合性能要求，但目前还不确定最终将选用哪一种或两者的组合。Advantex是一种耐腐蚀的E玻纤，耐腐蚀性和其他性能均高于标准玻纤。高品质的HiPer-tex产品比E玻纤的强度高30%，硬度高17%，耐疲劳性高10倍，耐高温性和耐腐蚀性也较高，线性热膨胀系数则低30%。
    Nellisse预测，GRP将在未来的海浪能和潮汐能捕集设备中扮演重要角色。
    “我相信复合材料在海洋环境中具有巨大的优势，玻纤将成为主要的增强材料。”他说，“即使在某些需要碳纤增加强度或刚度的部件中，也需要覆盖一层玻纤来抵抗腐蚀。”