海浪能和潮汐能――復合材料的新興市場

    據Tidal Sails的技術總監Terje Onerheim介紹，小規模原型上的翼板將采用GRP夾心結構。“翼板尺寸將與水流的速度成正比。”他說，“翼板大致是正方形的，在完整尺寸的設備中面積可達20 m2。由于翼板有很多個，其總的有效面積非常大。”
    英國劍橋的Lola復合材料公司與威爾士的Tidal Energy公司有合作，他們的設想是在海床上的三角形框架頂點上安裝三臺水平軸潮汐渦輪機，利用其自身的重量保持在適當的位置。這些發電機繞著樞軸旋轉，各自與水流方向保持一致，因此當潮汐轉向時，葉片的斜度不必反轉。整個設備可以從海底提起放到岸上進行維修。
    幾個推薦場所上的發電機系統是依靠隨海浪上下運動的浮標來發電的，這種縱向的運動通過內部的振蕩水柱轉化成電能。在另一種類型的發電機中，能量來自于相鄰的浮動元件的差動，這些元件通過帶有能量啟動系統的接頭相連接。
    在浮動性能方面，復合材料本身比金屬具有優勢。利用葉片、半球形浮臺或浮標獲取海浪能的設備就利用了這一優點。
    AWS海洋能公司的“阿基米德Wave Swing”系統使用Kevlar/橡膠復合材料，制成了一種潛水型的類似浮標的元件。在海洋表面上，當元件上方的海浪流動時，其體積就會隨著壓力的變化而變化，從而上下浮動。這種縱向的運動即被轉化成電能。
    立式轉子系統現在有了一些新的進展。荷蘭EcoFys公司的Wave Rotor會隨著海浪引起的水的縱向運動而旋轉。英國康沃爾郡的Freeflow 69公司說，他們的Osprey立式渦輪潮汐流發電機可以獲取水平的水流能量，其轉子永遠沿著相同的方向旋轉，無論潮汐流方向如何。管道式轉子是另一種新型系統，利用文丘里效應提高能量獲取效率。復合材料在這種管道中將有所應用。
    挪威Wave Energy公司的媒體關系經理Monika Bakke說，他們正考慮將增強塑料用于那些常會受到海水和水中顆粒侵蝕的轉動部件中，例如閥門部件和該公司活動擋水板中能量獲取元件的轉子。
    FO3海浪能轉換器是一個漂浮的平臺，裝備有立式振動點吸收器。復合材料浮動吸收器安裝在平臺下面，隨著波浪的流動而上下運動，從而將動能轉化為電能。總部位于比利時的3B玻纖公司將為浮動吸收器提供特殊的玻纖產品。高性能的材料將提供必要的耐久性和力學性能，以應對惡劣的海洋環境。
    FO3的開發團隊包括 ：設備所有者和運營商挪威奧斯陸的Fred Olsen公司、部件制造商比利時的Spiromatic公司、Ghent大學負責機械設計以及結構和材料的測試。該項目是由歐盟支持的“可持續的經濟高效海浪能轉換器（SEEWEC）”項目的一部分，也是英國Wave Hub項目的一部分，該項目將對2010年開始商業化運行的海浪場技術進行評估。復合材料憑借高強度及其在海水中的耐腐蝕性和耐久性被選作浮動吸收器的制造材料。3B公司的AdvantexTM玻纖和HiPer-texTM高性能玻纖將用于框架的制造。據3B公司業務發展經理Philippe Nellissen介紹，兩種產品都符合性能要求，但目前還不確定最終將選用哪一種或兩者的組合。Advantex是一種耐腐蝕的E玻纖，耐腐蝕性和其他性能均高于標準玻纖。高品質的HiPer-tex產品比E玻纖的強度高30%，硬度高17%，耐疲勞性高10倍，耐高溫性和耐腐蝕性也較高，線性熱膨脹系數則低30%。
    Nellisse預測，GRP將在未來的海浪能和潮汐能捕集設備中扮演重要角色。
    “我相信復合材料在海洋環境中具有巨大的優勢，玻纖將成為主要的增強材料。”他說，“即使在某些需要碳纖增加強度或剛度的部件中，也需要覆蓋一層玻纖來抵抗腐蝕。”