[发明专利]波浪能宏观和微观选址方法

说明书

本发明构建了一套能够全面考虑资源特征、海洋环境、成本效益的波浪能等级区划方案，属于海洋新能源开发利用领域，可有效保障海浪发电、海水淡化等波浪能工程的宏观和微观选址。首先基于目前国际先进的海浪模式，获取关注海域的海浪大数据，计算得到长时间序列的波浪能流密度数据。基于水深、海岸线、有效波高、波浪能流密度数据，计算/统计得到多年平均的波浪能流密度、资源可利用率、资源富集程度、水深、离岸距离、极值波高、变异系数、资源的月际差异，评估各要素在波浪能开发中的权重，并将上述要素进行标准化处理。结合各要素标准化后的数值和权重系数，计算得到波浪能期望值，将期望值区划为7个等级，实现对波浪能的等级区划，为海浪发电、海水淡化等波浪能工程的宏观和微观选址提供决策支持。

技术领域

本发明构建了一套能够全面考虑资源特征、海洋环境、成本效益的波浪能宏观和微观等级区划方案，属于海洋新能源开发利用领域，主要应用于海浪发电、海水淡化等波浪能工程的宏观选址。

背景技术

在资源危机、环境危机愈发严峻的当今世界，人类将目光聚焦海洋新能源。无污染、储量大、分布广等诸多优点使得波浪能成为各发达国家追逐的焦点。海浪发电是波浪能的主要开发方式，此外，波浪能还可以广泛应用于海水淡化、提水、制氢等，能为海上孤岛、石油平台等提供能源，还可以建立水下充电站为潜艇充电，提升其隐蔽突防能力、续航能力。

波浪能在缓解资源危机、保护海洋生态、克服边远海岛电力和淡水困境、为潜艇隐蔽充电、促进海岛旅游开发、提高海岛居民生活质量等诸多领域有着广阔的军事、经济前景。合理选址是波浪能开发的前提，也是一项世界性难题。

已有研究对波浪能的气候特征分析做了很大贡献，但至今仍未形成合理、通用的波浪能等级区划标准，而这又是波浪能选址的主要依据。目前波浪能等级区划存在两大难点：一、分析要素不够全面；二、现有研究主要是将波浪能各要素的特征进行简单的罗列，没有形成等级区划，合理的等级区划可将波浪能一系列复杂的要素进行整合，最后得到查询使用便捷的波浪能等级区划图。从以上的问题分析中，发明人认识到现有的波浪能研究很难为海浪发电、海水淡化等波浪能工程的选址提供精准的决策支持。

发明内容

发明目的：

构建一套能够全面考虑资源特征、海洋环境、成本效益的波浪能宏观和微观等级区划方案，为海浪发电、海水淡化等波浪能工程的宏观选址提供决策支持。

发明系统名称：波浪能宏观和微观选址方法

发明系统英文名称和简写：Macro-scale and Micro-scale Site Selections

for Wave Power Plant

简称：MMSSWPP

本发明的MMSSWPP可以解决的问题、有益效果：

(1)本发明构建的波浪能等级区划方案全面考虑了资源特征、海洋环境、成本效益，更贴近海浪发电、海水淡化等波浪能工程选址的实际需求。

(2)本发明将海浪模式与等级区划相结合，实现了大范围海域和小范围海域的波浪能等级区划，为波浪能宏观和微观选址提供决策支持。同时，也实现了无观测资料海域的波浪能等级区划。

(3)本发明构建的波浪能等级区划方案考虑的具体要素包括波浪能流密度的大小(wave power density,WPD)、资源可利用率(EWHO)、资源富集程度(RLO)、水深(WD)、离岸距离(DC)、极值波高(EWH)、变异系数(Cv)、资源的月际差异(Mv)。可以根据需要调整相关要素的权重，以满足不同工程的具体需求，而这在传统的波浪能研究中是没有考虑的。

(4)早期的波浪能研究主要是以WPD的大小、资源稳定性来展示波浪能特征；本发明则综合考虑WPD、EWHO、Cv、RLO、资源来向、不同海况对波浪能总量的贡献情况等，全面展现波浪能的特征。