《能量转换材料与器件/科学出版社“十二五”规划教材》系统地阐述生物质能、地热能、太阳能、氢能、风能、海洋能、核能等主要能源的开发和利用；详细介绍这几类能源领域涉及的能量转换材料和器件；介绍各能量转换器件的工作原理，归纳总结主要的能量转换过程中所使用的关键材料《能量转换材料与器件/科学出版社“十二五”规划教材》共分为8章，包括能量转换材料与器件概述、生物质能转换材料与器件、地热能转换材料与器件、太阳能转换材料与器件、氢能转换材料与器件、风能转换材料与器件、海洋能转换材料与器件、核能转换材料与器件。
　　《能量转换材料与器件/科学出版社“十二五”规划教材》可作为能源化学、节能技术、新能源材料与器件等相关领域的科研人员和工程技术人员的参考书，以及大专院校和研究院所能源科学技术等相关专业本科生及研究生的教材或教学参考书。

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1）波浪能的一级转换
　　一级转换中的波浪能吸收装置种类较多。20世纪80年代以后，振荡水柱式波力发电装置吸引了大多数研究者的注意，其主要形式有：①漂浮式，其建造简便，投放点的选择灵活，对潮位的变化有较好的适应性，但是其停泊与输电过程较为困难；②近岸固定式和沿岸固定式，这两种方式不需要考虑其停泊和输电问题，但是对潮位的改变适应性差，导致其总体效率有所下降。此外，研究者还提出了聚波波力发电装置，其可靠性好、处理稳定性强、维护费用低，但是建造这种电站对地形要求较为严格，不利于推广。
　　下面介绍三种经济效益较好的设备：振荡水柱式、摆式（振荡水柱式和摆式主要利用波浪运动时产生的波动或摆动引起水流或者空气流的运动来带动涡轮的运转）、聚波储能式（通过改变波浪的流量和水压来形成高压水柱冲击水轮机运转）。下面是三种装置的工作原理。
　　（1）振荡水柱式（空气透平式）。世界上大多数的波浪能发电站采用振荡水柱式装置，因为该装置的转换性能较好，耐腐蚀，设计技术最为成熟。其主要形式为固定式和漂浮式，一般通过把波浪能转换为空气流能的方式来带动空气透平发电机运转（空气是目前使用最多的转换介质）。振荡水柱式装置的一、二级能量转换分别是通过气室和空气透平来实现的（发电原理如图77所示，主要分为波峰和波谷两个过程）。如图7-7所示，气室上端装有喷管，下端与海水相连。气室中的水柱在波浪的冲击下会发生剧烈的震动，压缩空气做功，即完成波浪能向空气能的转换的过程，被压缩的空气带动喷嘴中的空气透平旋转进而带动与其相连的发电机发电。波峰发电时，气室中的水位上升使得内部气压高于外界大气压，使得其内的空气被压缩进入A、13两个水阀室。压缩后的空气在A水阀室中聚集后通过集合喷灌①喷出经导向叶片带动涡轮转动，最后流出装置。B水阀室主要是用来阻断由A水阀室流出的气流，最终在集合喷灌②处产生一个负的压强。同理波谷发电时的原理也大致如此，只是A、B两个水阀室的功用正好相反。振荡水柱波浪能发电装置的结构简单，稳定性和可靠性强，建造费用较低，其大多以空气作为介质来驱动透平转动从而带动涡轮发电机发电，这样就大大减少了发电机与海水的接触，不仅提高了机组的抗腐蚀能力，同时也降低了保持机组密封性所需的维护费用。但是，二级转换过程的转换率不够和稳定性较差的问题仍然存在。2010年，瓦弗根公司采用利用空气流的动力发电的韦尔斯涡轮机技术。其特点在于每个波浪周期中，韦尔斯涡轮机既不改变旋转方向，也不改变叶片的桨距角，而是调整涡轮机使其与气流处在一个对称位置。
　　（2）摆式。摆式装置（图7-8）和振荡水柱式装置相似，也分为固定式和漂浮式两种。不同点在于摆式装置的一级换能过程通常是通过摆体来实现的。当波浪冲击摆体时会使得摆体前后或者上下摇摆，实现波浪能向摆体动能的转换。摆体通过与其连接的液压装置把动能转换成液压泵的动能最终使得发电机发电。值得注意的是，摆式装置的转换效率相对来说更高，其对波浪的低频和强冲击力的特征适应性较好。因此，摆式装置可以方便地与其他技术（如相位控制技术）相结合，可以增加其吸波宽度。当前需要解决的最大问题是如何降低液压泵和摆体的维护难度。
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