為了提高海洋能源的成本效益比,各國科學家已推出各式新奇的設備,而現在蘇格蘭與意大利科學家又帶來全新的橡膠制波浪能系統,聲稱設計比過去研究更便宜、耐用與簡易,預計裝置容量為 500KW。
波浪能顧名思義就是善加利用不斷起伏的波浪動能,再將之轉換能電能,目前已有不少公司正實際測試自家產品。比如荷蘭波浪能公司 Wello 打算在印度尼西亞峇里島打造世界最大規模的波浪能系統;丹麥公司 Wave Piston 波浪能系統則是通過長達185公尺的活動鋼板、裝有活塞的細長設備,通過波浪的前后動能來發電,并已經在丹麥尼蘇姆灣進行測試。
而此次蘇格蘭愛丁堡大學與意大利圣安娜高等研究學院、特倫托大學、波隆那大學則攜手合作,研發有別于過去設計的波浪能系統——介電彈性發電機(Dielectric Elastomer Generator,DEG)。
其中介電材料是一種可被電極化的絕緣體,團隊就是運用橡膠等介電質來制造新設備。該設備構造非常簡單,外觀像是個垂直在水中的空心圓柱體,柱體上方為橡膠密封處,底部則是海水流進的入口與錨定、電纜裝置區域,中間一大段就只是空氣。
當海水流入設備時,會將圓柱體中的空氣往上推,讓頂部的橡膠膜膨脹,海水流出、水位下降后,橡膠膜就會被往下吸。這跟拔罐差不多,只是一個是用抽氣方法,一個是用海水來產生負壓。
由于該合成橡膠由多層介電材料組成,膨脹或是收縮時就會產生電壓,進而變成新型的發電設備。愛丁堡大學工程學院David Ingram教授指出,新設備會在橡膠膜膨脹與收縮時發電,并在靜止不動時放電,團隊就是運用海浪的波峰與波谷來發電。
目前愛丁堡大學團隊已在校內海浪測試設備 FloWave 中進行實驗,預估全尺寸設備裝置容量為500KW,足以為100戶家庭供電。
研究團隊相當看好這項設計,認為新系統可以取代復雜又昂貴的空氣渦輪機與活動零件,讓波浪能有望在未來幾十年內發揚光大。Ingram表示,海洋能作為蘇格蘭沿岸重要的潛在發電資源,善加利用該綠色能源將對當地居民大有裨益。研究結果已發表在《Proceedings of the Royal Society A.》。