波力発電

波力発電とは、風の波のエネルギーを捕捉して、発電、海水淡水化、揚水などの有用な仕事を行う技術です。波力発電を利用する機械は、波力エネルギー変換装置（WEC）と呼ばれます。

波は主に海面を通過する風によって発生し、潮汐力、温度変化、その他の要因によっても発生します。波がすぐ上の風速よりも遅く伝播する限り、エネルギーは風から波に伝達されます。波の頂上の風上側と風下側の気圧差と風による表面摩擦により、せん断応力と波の成長が生じます。^{[ 1 ]}

波力発電という用語自体は、太陽と月の引力によって生じる潮流のエネルギーを主に利用しようとする潮力発電とは異なります。しかし、波力発電と潮力発電は根本的に異なるものではなく、技術や実装において大きな重複があります。砕波、風、コリオリの力、キャブリング、水温や塩分濃度の差など、他の力によっても潮流は発生します。

2023年現在、波力発電は、長年にわたる一連の試験プロジェクトを経て、商業用途に広く利用されていません。このエネルギーを利用しようとする試みは、主にその高いエネルギー密度のため、1890年以前に始まりました。 ^{[ 2 ]}海面直下では、波力エネルギーの流れは、時間平均で、海面から20m上の風力エネルギーの流れよりも通常5倍、太陽エネルギーの流れよりも10～30倍密度が高くなります。^[³^]

2000年、世界初の商用波力発電装置であるIslay LIMPETがスコットランドのアイラ島の海岸に設置され、英国の送電網に接続されました。^{[ 4 ]} 2008年には、ポルトガルのAguçadoura Wave Farmで初の実験的なマルチジェネレーター波力発電所が開設されました。^[⁵^]両プロジェクトともその後終了しました。その他の波力発電所の一覧については、波力発電所一覧を参照してください。

波力エネルギー変換装置は、その動作原理に基づいて、次のいずれかに分類できます。^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

振動水柱（空気タービン付き）
振動体（水力モーター、水力タービン、直線型発電機付き）
越流装置（低落差水力タービン付き）

歴史

海洋波からエネルギーを抽出する最初の特許は、1799年にパリでピエール＝シモン・ジラールとその息子によって出願されたことが知られています。^{[ 8 ]}初期の装置は、1910年頃にボショー＝プレイシークによってフランスのロワイヤンにある自宅の電力供給のために作られました。^{[ 9 ]}これは、最初の振動水柱型波力発電装置だったようです。^{[ 10 ]} 1855年から1973年までの間に、英国だけで340件の特許が出願されました。^{[ 8 ]}

現代の波力エネルギー研究は、 1940年代の増田義雄の実験によって開拓された。^{[ 11 ]}彼はさまざまな概念を検証し、航路灯の動力源として使用される数百もの装置を製作した。その中には、1950年代に増田が提唱した、関節式いかだの関節部の角運動から動力を取り出すという概念もあった。^{[ 12 ]}

1973年の石油危機により、波力エネルギーへの関心が再び高まりました。英国、ノルウェー、スウェーデンをはじめとするいくつかの国の政府によって、大規模な波力エネルギー開発プログラムが開始されました。^{[ 3 ]}スティーブン・ソルター、ヨハネス・ファルネス、キェル・ブダル、マイケル・E・マコーミック、デビッド・エバンス、マイケル・フレンチ、ニック・ニューマン、CC・メイなどの研究者が、波からエネルギーを抽出する可能性を再検討しました。

サルターが1974年に発明したものは、サルターのダックまたはノディングダックとして知られるようになり、正式にはエジンバラダックと呼ばれています。小規模なテストでは、ダックの湾曲したカムのようなボディは波の動きの90%を止め、その90%を電気に変換することができ、81%の効率が得られます。^{[ 13 ]} 1980年代には、他のいくつかの第一世代のプロトタイプがテストされましたが、石油価格が下落するにつれて、波力発電への資金は減少しました。その後、気候変動がこの分野を再び活性化させました。 ^{[ 14 ]}^{[ 3 ]}

世界初の波力発電試験施設は、波力・潮力発電産業の発展を促進するため、2003年にスコットランドのオークニー諸島に設立されました。欧州海洋エネルギーセンター（EMEC）は、他のどの単一施設よりも多くの波力・潮力発電装置の導入を支援してきました。^{[ 15 ]} EMEC設立後、世界中の多くの国々にも試験施設が建設され、装置の試験のためのサービスとインフラが提供されています。^{[ 16 ]}

1,000万ポンドのソルタイア賞チャレンジは、 2017年までに連続2年間で波力発電から100GWh（平均約5.7MW）を発電できる最初の者に授与される予定だった。^{[ 17 ]}しかし、この賞は授与されなかった。ストラスクライド大学とインペリアル・カレッジによる2017年の研究では、英国政府が15年間で2億ポンド以上を投資したにもかかわらず、「市場投入可能な」波力発電装置の開発が失敗に終わったことに焦点を当てた。^{[ 18 ]}

公的機関は、2010 年代を通じて波力発電の研究開発資金を継続的に提供しており、多くの国でその額が増加しています。これには、EU、米国、英国が含まれ、年間配分額は通常 500 万～ 5000 万米ドルの範囲となっています。^{[ 19 ]}^{[ 20 ]}^{[ 21 ]}^{[ 22 ]}^{[ 23 ]}民間資金と合わせて、多数の波力発電プロジェクトが進行中です (波力発電プロジェクト一覧を参照)。

物理的概念

ほとんどの流体運動と同様に、海洋波とエネルギー変換器との相互作用は高次の非線形現象である。これは非圧縮性ナビエ・ストークス方程式を用いて記述される。 ${\begin{aligned}{\frac {\partial {\vec {u}}}{\partial t}}+({\vec {u}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {u}}&=\nu \Delta {\vec {u}}+{\frac {{\vec {F_{\text{ext}}}}-{\vec {\nabla }}p}{\rho }}\\{\vec {\nabla }}\cdot {\vec {u}}&=0\end{aligned}}$ どこ ${\textstyle {\vec {u}}(t,x,y,z)}$ は流体速度です。 ${\textstyle p}$ 圧力は、 ${\textstyle \rho }$ 密度、 ${\textstyle \nu }$ 粘度、そして ${\textstyle {\vec {F_{\text{ext}}}}}$ 各流体粒子にかかる正味の外力（通常は重力）。しかし、通常の条件下では、波の動きはエアリー波理論によって説明され、この理論は次のように仮定しています。

流体の動きはほぼ非回転であり、
水面では圧力はほぼ一定であり、
海底の深さはほぼ一定である。

海洋波力発電に関連する状況においては、これらの仮定は概ね妥当である。

エアリー方程式

最初の条件は、運動が速度ポテンシャルによって記述できることを示唆している。 ${\textstyle \phi (t,x,y,z)}$ : ^{[ 24 ]} ${{\vec {\nabla }}\times {\vec {u}}={\vec {0}}}\Leftrightarrow {{\vec {u}}={\vec {\nabla }}\phi }{\text{,}}$ これはラプラス方程式を満たさなければならない。 $\nabla ^{2}\phi =0{\text{.}}$ 理想的な流れでは、粘性は無視でき、流体に作用する唯一の外力は地球の重力である。 ${\vec {F_{\text{ext}}}}=(0,0,-\rho g)$ こうした状況下では、ナビエ・ストークス方程式は次のように簡略化される。 ${\partial {\vec {\nabla }}\phi \over \partial t}+{1 \over 2}{\vec {\nabla }}{\bigl (}{\vec {\nabla }}\phi {\bigr )}^{2}=-{1 \over \rho }\cdot {\vec {\nabla }}p+{1 \over \rho }{\vec {\nabla }}{\bigl (}\rho gz{\bigr )},$ これは（空間的に）ベルヌーイの保存則に統合される。 ${\partial \phi \over \partial t}+{1 \over 2}{\bigl (}{\vec {\nabla }}\phi {\bigr )}^{2}+{1 \over \rho }p+gz=({\text{const}}){\text{.}}$

線形ポテンシャル流理論

小振幅の波や動きを考慮する場合、二次項 ${\textstyle \left({\vec {\nabla }}\phi \right)^{2}}$ は無視でき、線形ベルヌーイ方程式が得られる。 ${\partial \phi \over \partial t}+{1 \over \rho }p+gz=({\text{const}}){\text{.}}$ そして、エアリーの第三の仮定は、 ${\begin{aligned}&{\partial ^{2}\phi \over \partial t^{2}}+g{\partial \phi \over \partial z}=0\quad \quad \quad ({\text{表面}})\\&{\partial \phi \over \partial z}=0{\phantom {{\partial ^{2}\phi \over \partial t^{2}}+{}}}\,\,\quad \quad \quad ({\text{海底}})\end{aligned}}$ これらの制約により、正弦波解は完全に次の形式になります。 $\phi =A(z)\sin {\!(kx-\omega t)}{\text{,}}$ どこ $k$ 溶液の波数と $A(z)$ そして $\omega$ 境界制約によって決定されます（および $k$ ）。具体的には、 ${\begin{aligned}&A(z)={gH \over 2\omega }{\cosh(k(z+h)) \over \cosh(kh)}\\&\omega =gk\tanh(kh){\text{.}}\end{aligned}}$ 表面標高 $\eta$ すると、次のように簡単に導き出せる。 $\eta =-{1 \over g}{\partial \phi \over \partial t}={H \over 2}\cos(kx-\omega t){\text{:}}$ x軸方向に進行する平面波。

結果

振動運動は表面で最も大きく、深さとともに指数関数的に減少します。しかし、反射海岸付近の定常波（クラポティス）では、波のエネルギーは深部での圧力振動としても存在し、微小地震を引き起こします。^{[ 1 ]}深部での圧力変動は小さすぎて、波力発電には適していません。

エアリー波の挙動は、2 つの興味深い領域を提供します。1 つは、海や海洋で一般的な、波長の半分よりも深い水域、もう 1 つは、波長が水深の約 20 倍よりも大きい浅水域です。深水波は分散性があります。波長の長い波はより速く伝播し、波長の短い波よりも速く伝播する傾向があります。深水群速度は位相速度の1/2 です。浅水波は分散性がありません。群速度は位相速度と等しく、波列は乱されることなく伝播します。^{[ 1 ]}^{[ 25 ]}^{[ 26 ]}

以下の表は、様々な状況下における波の挙動をまとめたものです。

波力発電の公式

水深が波長の半分より大きい深水域では、波のエネルギーフラックスは^{[ b ]}

P={\frac {\rho g^{2}}{64\pi }}H_{m0}^{2}T_{e}\approx \left(0.5{\frac {\text{kW}}{{\text{m}}^{3}\cdot {\text{s}}}}\right)H_{m0}^{2}\;T_{e},

Pは波頂長単位あたりの波エネルギー束、H _m0は有義波高、T _{e は}波エネルギー周期、ρ は水の密度、g は重力加速度です。上記の式は、波力は波エネルギー周期と波高の二乗に比例することを示しています。有義波高がメートルで、波周期が秒で与えられると、波力は波面長 1 メートルあたりのキロワット (kW) で表されます。^{[ 29 ]}^{[ 30 ]}^{[ 31 ]}^{[ 32 ]}

例えば、海岸線から数キロメートル沖合の深海で、波高が3メートル、波のエネルギー周期が8秒の中程度のうねりを考えてみましょう。パワーを求めると、

P\approx 0.5{\frac {\text{kW}}{{\text{m}}^{3}\cdot {\text{s}}}}(3\cdot {\text{m}})^{2}(8\cdot {\text{s}})\approx 36{\frac {\text{kW}}{\text{m}}},

または、波の頂上1メートルあたり36キロワットの発電能力。

大規模な嵐では、沖合の最大の海況は、有意波高が約15メートル、エネルギー周期が約15秒となる。上記の式によれば、このような波は波面1メートルあたり約1.7メガワットのエネルギーを運ぶことになる。

効果的な波力発電装置は、波のエネルギー流束のかなりの部分を捕捉します。その結果、装置の後方の領域では波の高さが低下します。

エネルギーとエネルギーの流れ

線形波理論によれば、海の状態では、水面上の重力波の単位面積あたりの平均エネルギー密度は波高の二乗に比例する。 ^[¹^]^[²⁶^]

E={\frac {1}{16}}\rho gH_{m0}^{2},

^{[ c ]}^{[ 33 ]}

ここで、Eは単位水平面積あたりの平均波エネルギー密度 (J/m ^{2 ) であり、単位水平面積あたりの}運動エネルギー密度と位置エネルギー密度の合計です。位置エネルギー密度は運動エネルギーに等しく、^{[ 1 ]}どちらも波エネルギー密度Eの半分を占めており、これはエネルギー等分配定理から予想できます。

波は表面を伝播し、波の山は位相速度で移動し、エネルギーは群速度で水平方向に輸送されます。波の山に平行な単位幅の垂直面を通過する波エネルギーの平均輸送速度は、エネルギー流束（または波力、装置によって生成される出力と混同しないように）であり、次の式に等しくなります。^{[ 34 ]}^{[ 1 ]}

P=E\,c_{g},

c _gは群速度 (m/s) を表す。

重力下の波の分散関係により、群速度は波長λ、あるいは等価的に波の周期Tに依存する。

波の高さは、風速、風が吹いている時間、フェッチ（風が波を励起する距離）、そして海底地形（波のエネルギーを集中させたり分散させたりする）によって決まります。一定の風速には、時間や距離によって波の大きさが増さない実用的な限界値があります。この限界値に達した波は「十分に発達した」と言われます。一般的に、波が大きいほど力も強くなりますが、波の力は波長、水の密度、水深、重力加速度によっても決まります。

波力発電装置

一般的な波力エネルギーの概念：1. ポイントアブソーバー、2. アッテネーター、3. 振動波サージコンバーター、4. 振動水柱、5. 越流装置、6. 水中圧力差、7. 浮体式コンバーター。

波力発電装置（WEC）は、一般的に、方式、設置場所、および動力取り出しシステムによって分類されます。設置場所は、海岸線、沿岸、および沖合です。動力取り出しの種類には、油圧ラム、エラストマーホースポンプ、ポンプツーショア、水力タービン、空気タービン、^{[ 35 ]} 、およびリニア発電機などがあります。

最も一般的な4つのアプローチは以下のとおりです。

点吸収型ブイ
表面減衰器
振動する水柱
越流装置

ポイントアブソーバーブイ

この装置は海底に接続されたケーブルで固定され、水面に浮かんでいます。点吸収体の幅は入射波長λよりもはるかに小さいです。エネルギーは、入射波と破壊的干渉を起こす波を放射することによって吸収されます。ブイは、うねりの上昇と下降を利用して、線形発電機^{[ 36 ]}、機械式線形-回転変換器で駆動される発電機^{[ 37 ] 、または油圧ポンプ}^{[ 38 ]}を介して直接発電します。波から抽出されたエネルギーは海岸線に影響を与える可能性があるため、設置場所は十分に沖合にとどめる必要があります^{[ 39 ] 。}

CorPower社が商業規模で試験したポイントアブソーバー設計の1つは、負のスプリングを備えており、これにより性能が向上し、非常に大きな波でもブイが保護されます。また、内部の空気圧シリンダーにより、潮汐の状態に関係なく、ブイを海底から一定の距離に保ちます。通常の動作条件下では、ブイは動きの位相を調整することで、波の振幅の2倍の速度で上下に揺れます。波からわずかに遅れて上昇するため、より多くのエネルギーを抽出できます。同社は、 2024年に完了した試験で、位相調整のないブイと比較して発電量が300%増加（600 kW）したと主張しています。 ^{[ 40 ]}

表面減衰器

これらの装置は、互いに接続された複数の浮体セグメントを使用します。それらは入射波に対して垂直に配置されます。うねりによって屈曲運動が生じ、その運動が油圧ポンプを駆動して発電します。ペラミス波力発電装置は、よりよく知られた減衰器の概念の1つですが、これはもはや開発されていません。^{[ 41 ]}

振動波サージ変換器

これらの装置は通常、片方の端が構造物または海底に固定され、もう一方の端は自由に動くことができる。エネルギーは、固定点に対する物体の相対運動から収集される。コンバーターは、フロート、フラップ、または膜の形をとることが多い。一部の設計では、エネルギーを捕捉点に集中させるために放物面反射鏡が組み込まれている。これらのシステムは、波の上昇と下降からエネルギーを捕捉する。^{[ 42 ]}

振動する水柱

振動水柱型発電装置は、陸上または海上に設置できます。うねりが内部チャンバー内の空気を圧縮し、タービンを通して空気を押し出すことで発電します。 [ ^{43 ]空気}がタービンを通過する際に大きな騒音が発生し、近くの鳥や海洋生物に影響を与える可能性があります。海洋生物が空気室に閉じ込められたり絡まったりする可能性があります。^{[ 39 ]}水柱全体からエネルギーを取り出します。^{[ 44 ]}

越流装置

越流式水力発電装置は、波の速度を利用して貯水池の水位を周囲の海面よりも高くする長大な構造物です。貯水池の高さに蓄えられた位置エネルギーは、低落差タービンによって回収されます。これらの装置は、陸上または洋上に設置できます。

水中圧力差

水中圧力差式コンバータ^{[ 45 ]}は、柔軟な（通常は強化ゴム製の）膜を使用して波のエネルギーを抽出します。これらのコンバータは、波の下の異なる場所の圧力差を利用して、閉鎖された動力取り出し油圧システム内に圧力差を生成します。この圧力差は通常、タービンと発電機を駆動する流れを生成するために使用されます。水中圧力差式コンバータは、通常、水と動力取り出しの間の作動面として柔軟な膜を使用します。膜は柔軟で質量が小さいため、波のエネルギーとの結合を強化できます。その柔軟性により、作動面の形状を大きく変更できるため、特定の波の状態に合わせてコンバータを調整したり、極端な条件下で過大な負荷から保護したりすることができます。

水中コンバータは、海底または中層に設置できます。どちらの場合も、コンバータは自由水面で発生する可能性のある水の衝撃荷重から保護されます。波浪荷重は、自由水面下の距離に比例して非線形的に減少します。つまり、最適な深度を選択することで、極端な荷重からの保護と波浪エネルギーの利用とのバランスを取ることができます。

空中浮遊型コンバーター

浮体式空中変換器は、装置が水面上に設置されるため信頼性が向上し、点検やメンテナンスも容易になる可能性がある。浮体式空中変換器のさまざまなコンセプトの例としては、以下のようなものがある。

揺れる水を含む区画内にタービンを備えたロール減衰エネルギー抽出システム
水平軸振り子システム
垂直軸振り子システム

水中波力発電装置

2024年初頭、スペインでは点吸収型波力発電技術を用いた完全水中型波力発電装置が承認された。^{[ 46 ]}この発電装置は、海底に係留され、水面下に位置し、人目につかず、嵐の波からも離れたブイを備えている。^{[ 46 ]}

環境への影響

海洋エネルギーに関連する一般的な環境問題には、以下のようなものがある。

電磁場と水中騒音の影響。
物理的な存在が、海洋哺乳類、魚類、海鳥の行動を誘引、回避、絡み合いによって変化させる可能性
堆積物輸送や水質などの海洋プロセスへの潜在的な影響。
基礎／係留システムは、絡まり／閉じ込めによって底生生物に影響を与える可能性がある。
海底送電ケーブルから発生する起電力効果。
軽微な衝突リスク
固定設備付近における人工礁の蓄積
ねぐらへの影響の可能性

Tethysデータベースは、海洋循環エネルギーの潜在的な環境影響に関する科学文献や一般的な情報へのアクセスを提供します。^{[ 47 ]}

潜在的

波力エネルギーの世界的理論ポテンシャルは 2 TW を超えると推定されている。^{[ 48 ]}波力発電のポテンシャルが最も高い地域には、ヨーロッパの西海岸、イギリスの北海岸、北米と南米の太平洋沿岸、南アフリカ、オーストラリア、ニュージーランドなどがある。北と南の温帯地域は波力発電に最適な場所である。これらの地域では偏西風が冬に最も強く吹く。

国立再生可能エネルギー研究所（NREL）は、さまざまな国の理論上の波力エネルギーの潜在能力を推定しました。米国の潜在能力は年間1170テラワット時、つまり同国の電力消費量のほぼ3分の1に相当すると推定されています。^{[ 49 ]}アラスカの海岸線は全体の約50%を占めています。

技術的および経済的な潜在力は、理論的な潜在力の与えられた値よりも低くなるだろう。^{[ 50 ]}^{[ 51 ]}

波力エネルギーは、太陽（一次）が地球の表面を不均一に加熱し、風（二次）などの気候システムが海洋を吹き抜けるという、三次エネルギー形態として知られています。潮汐流も役割を果たしますが、波力エネルギーは主に風力エネルギーの産物です。熱力学第一法則により、エネルギーが変換されるわけではないため、ある源から別の源へのエネルギーの伝達は大幅に減少します。逆に、エネルギーの集中度（エネルギー密度）は、以前のエネルギー源と比較して大幅に増加させることができます。^{[ 52 ]}^{[ 53 ]}風から波力エネルギーへの変換は、水が空気よりも密度が高いことと、エネルギー分布が不均一であることに起因します。このため、世界中の多くの場所が波力エネルギー変換に非常に適しています。

課題

環境への影響に対処する必要がある。^{[ 31 ]}^{[ 54 ]}社会経済的な課題には、商業漁業者やレクリエーション漁業者の移転が含まれ、航行上の危険をもたらす可能性がある。^{[ 55 ]}送電網接続などの支援インフラを提供する必要がある。^{[ 56 ]}商業用波力発電装置が常に成功してきたわけではない。例えば、2019年には、スウェーデンのSeabased Industries ABが「近年の実務面および財務面での広範な課題」により清算された。^{[ 57 ]}

現在の波力発電技術には多くの技術的制約があります。これらの制約は、エネルギーを捕捉するために堅牢で効率的な技術を必要とする海洋波の複雑で動的な性質に起因します。課題には、塩水の腐食作用、厳しい気象条件、極端な波力に耐えることができる波力発電装置の設計と構築が含まれます。^{[ 58 ]}さらに、振動水柱（OWC）装置、ポイントアブソーバ、オーバーラッピング装置などの波力エネルギー変換装置の性能と効率を最適化するには、波の動的で変動的な性質に関連する工学的複雑さを克服する必要があります。^{[ 59 ]}さらに、厳しい海洋環境で波力発電装置を所定の位置に保持するための効果的な係留およびアンカーシステムの開発、捕捉した波力エネルギーを電気に変換するための信頼性が高く効率的な動力取り出し機構の開発も、波力発電における技術的課題です。^{[ 60 ]}水中の柔軟なマウンド防波堤による波力エネルギーの散逸は、水中の剛性構造物による波力エネルギーの散逸よりも大きいため、構造物の形状が大きく変形するため、より大きな波力エネルギーの散逸が期待されます。^{[ 61 ]}

波力発電所

波力発電所（波力発電施設または波力エネルギーパーク）は、同じ場所に設置された波力発電装置のグループです。これらの装置は、機械の数、間隔と配置、波浪気候、沿岸および海底の形状、制御戦略に応じて、流体力学的および電気的に相互作用します。設計プロセスは、高出力、低コスト、および電力変動の制限を求める多目的最適化問題です。 ^{[ 62 ]}沿岸波力発電所は、海岸のダイナミクスに大きな影響を与えます。たとえば、波力発電所は侵食を大幅に軽減し、沿岸保護とエネルギー生産の間のこの相乗効果が波力エネルギーの経済的実現可能性を高めることを示しています。^{[ 63 ]}追加の研究では、ラグーンの近くに設置された波力発電所は、海洋空間計画中に効果的な沿岸保護を提供する可能性があることがわかりました。^{[ 64 ]}

波力発電設備のギャラリー

2008年、欧州海洋エネルギーセンター（EMEC）に設置されたペラミス波力発電装置。
オアフ島にある米海軍の波力エネルギー試験場（WETS）にいるアズーラ。
イングランド南西沖で稼働中のAMOG波力発電装置（WEC）（2019年）。
Bombora Wave Power社製のmWaveコンバーター。
CalWave Power Technologies, Inc.は、カリフォルニア州にある波力発電装置メーカーです。
オーシャンパワーテクノロジーズPB150波力発電機^{[ 65 ]}

特許

WIPO特許出願WO2016032360 — 2016揚水発電システム– 「圧力緩衝型水力発電」特許出願
米国特許8,806,865 — 2011年海洋波力エネルギー利用装置– ペラミス/ソルターズ・ダック・ハイブリッド特許
米国特許4,152,895 — 1979年波力モーター-ロッキード・マーティンの「ダム・アトール」特許。^{[ 66 ]}
米国特許第3,928,967号— 1974年波力エネルギー抽出装置及び方法— オリジナルの「サルターズ・ダック」特許
米国特許第4,134,023号— 1977年水面上の波からエネルギーを抽出するための装置– サルターによる「ダック」効率向上法
米国特許第6,194,815号— 1999年圧電回転式電気エネルギー発電機
米国特許1,930,958 — 1932年波力モーター– パーソンズ海洋発電所 – ノバスコシア州ヘリングコーブ – 1925年3月。海洋波力エネルギーを電力に変換する世界初の商業発電所。設計者 – オズボーン・ハブロック・パーソンズ – 1873年、ニューブランズウィック州プチコディアック生まれ。
圧力差を利用した波力エネルギー変換装置 US 20040217597 A1 — 2004圧力差を利用した波力エネルギー変換装置^{[ 67 ]}

英国に拠点を置く企業が、最小限のメンテナンスで電力の均等化コストを0.01ポンド/kWhに達成できるウェーブラインマグネットを開発した。 ^{[ 68 ]}

注記

↑群速度を決定するために、角周波数ωは波数kの関数として、または同等に周期Tは波長λの関数として。
↑エネルギーの流れは $P={\tfrac {1}{16}}\rho gH_{m0}^{2}c_{g},$ と $c_{g}$ 群速度、^{[ 28 ]}群速度は $c_{g}={\tfrac {g}{4\pi }}T$ 詳しくは、下記の「波のエネルギーと波のエネルギーの流れ」のセクションにある「線形波理論に基づく深水、浅水、および中間深度の表面における重力波の特性」という折りたたみ表を参照してください。
↑ここで、ランダム波の係数は 1/16 であり、周期波の係数 1/8 とは異なります（後述）。小振幅正弦波の場合 ${\textstyle \eta =a\cos 2\pi \left({\frac {x}{\lambda }}-{\frac {t}{T}}\right)}$ 波の振幅 $a,$ 単位水平面積あたりの波のエネルギー密度は ${\textstyle E={\frac {1}{2}}\rho ga^{2},}$ または ${\textstyle E={\frac {1}{8}}\rho gH^{2}}$ 波の高さ ${\textstyle H=2a}$ 正弦波の場合。表面標高の分散の観点から ${\textstyle m_{0}=\sigma _{\eta }^{2}={\overline {(\eta -{\bar {\eta }})^{2}}}={\frac {1}{2}}a^{2},}$ エネルギー密度は ${\textstyle E=\rho gm_{0}}$ ランダム波に目を向けると、波エネルギー方程式の最後の定式化は次のようになります。 ${\textstyle m_{0}}$ パーセバルの定理により、も有効である（Holthuijsen、2007、p. 40）。さらに、有意波高は次のように定義される。 ${\textstyle H_{m0}=4{\sqrt {m_{0}}}}$ これにより、単位水平面積あたりの波のエネルギー密度に1/16の係数が生じる。

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さらに読む

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外部リンク

海洋再生可能エネルギーに関する情報ポータルおよびリポジトリ海洋エネルギー情報への幅広いアクセスを提供するデータベースのネットワーク。
海洋エネルギーの基礎：波力エネルギー波力エネルギーに関する基本的な情報。
海洋エネルギープロジェクトデータベース米国および世界各地における海洋エネルギー導入に関する最新情報を提供するデータベース。
テティスデータベース：海洋エネルギーおよび洋上風力エネルギー開発が環境に及ぼす潜在的な影響に関する情報のデータベース。
Tethysエンジニアリングデータベース：海洋エネルギー装置の技術設計およびエンジニアリングに関する情報データベース。
海洋・水力発電データリポジトリ：米国エネルギー省が資金提供する海洋エネルギー研究開発プロジェクトによって収集されたすべてのデータのデータベース。
YouTubeのWave Swell Energyの動画
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[30] エネルギーの流れは $P={\tfrac {1}{16}}\rho gH_{m0}^{2}c_{g},$ と $c_{g}$ 群速度、^{[ 28 ]}群速度は $c_{g}={\tfrac {g}{4\pi }}T$ 詳しくは、下記の「波のエネルギーと波のエネルギーの流れ」のセクションにある「線形波理論に基づく深水、浅水、および中間深度の表面における重力波の特性」という折りたたみ表を参照してください。

[35] ここで、ランダム波の係数は 1/16 であり、周期波の係数 1/8 とは異なります（後述）。小振幅正弦波の場合 ${\textstyle \eta =a\cos 2\pi \left({\frac {x}{\lambda }}-{\frac {t}{T}}\right)}$ 波の振幅 $a,$ 単位水平面積あたりの波のエネルギー密度は ${\textstyle E={\frac {1}{2}}\rho ga^{2},}$ または ${\textstyle E={\frac {1}{8}}\rho gH^{2}}$ 波の高さ ${\textstyle H=2a}$ 正弦波の場合。表面標高の分散の観点から ${\textstyle m_{0}=\sigma _{\eta }^{2}={\overline {(\eta -{\bar {\eta }})^{2}}}={\frac {1}{2}}a^{2},}$ エネルギー密度は ${\textstyle E=\rho gm_{0}}$ ランダム波に目を向けると、波エネルギー方程式の最後の定式化は次のようになります。 ${\textstyle m_{0}}$ パーセバルの定理により、も有効である（Holthuijsen、2007、p. 40）。さらに、有意波高は次のように定義される。 ${\textstyle H_{m0}=4{\sqrt {m_{0}}}}$ これにより、単位水平面積あたりの波のエネルギー密度に1/16の係数が生じる。

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