用于海洋发电应用的陶瓷轴承

一、新能源的开发

估计显示，到 2050 年，波浪能可满足全球 10% 的能源需求。如果属实，这将大大推动绿色未来，但目前，这种可再生能源仍在开发中。

在纸面上，波浪能是直截了当的。海浪上下摆动以转动位于海面或水下的涡轮机，从而产生电力并传输到电网。实际上，与风能和太阳能等其他可再生能源相比，波浪发电并不是一种广泛采用的商业技术，因为它的成本竞争力不强，并且面临许多环境挑战。

但是太阳能和风能有一个很大的缺点：它们并不总是可用的。另一方面，波浪是无情地，提供了一个不断发电的机会，早晚，夏季和冬季。

使波浪农场成为常态需要时间和现实的前景。当然，波浪能仅限于靠近海洋的区域。毕竟，带电的电缆也只能这么长。但鉴于世界上 40% 的人口生活在距离海洋 100 公里以内，这意味着大量的灯、小工具和水壶都可以由海浪驱动。

世界上第一个商业波浪能项目预计将于 2023 年上线，位于葡萄牙波瓦德瓦尔津附近 5 公里处。波浪农场由一系列火车车厢大小的漂浮物组成，这些漂浮物可以驾驭波浪并将电力输送到阿加杜拉海滩专门建造的变电站。每个漂浮物产生大约 750 千瓦的电力——足够供应 500 个家庭的电力。

二、海洋发电应用的陶瓷轴承

真正的挑战是开发能够应对极端环境的硬件。海浪不断冲击设备，非常大的风暴海浪会损坏转换器。同样，咸海水会腐蚀或分解任何金属部件。科学家和工程师正在尝试许多不同的方法来克服这些挑战。

波浪能转换器和外围旋转设备中使用的轴承是波浪农场成功的重要因素。虽然世界正在寻求摆脱化石燃料，但我们不能忘记该行业所有经过考验和测试的技术。陶瓷轴承是石油和天然气钻井平台中使用的众多组件之一，我们应该将其纳入波浪农场。

设计工程师可以为水线以上的部件选择 316 级不锈钢轴承，但对于水下应用，全陶瓷轴承通常是最佳选择。

全陶瓷轴承由氧化锆或氮化硅制成，带有 PEEK 保持架和密封件，在海洋环境中具有出色的耐腐蚀性。由于陶瓷轴承不受海水影响，因此可以在永久淹没的海洋环境中使用，并且可以应对高负荷，尽管不如传统的钢轴承高。检查轴承制造商提供的额定载荷。

除了轴承材料，质量和轴配合对于为波浪能试验台或成熟波浪场开发机械和设备的设计工程师同样重要。正确的轴承可以最大限度地减少摩擦和腐蚀，同时通过消除对润滑脂的需求来解决润滑剂冲刷问题。

为了使 2050 年的预测正确，波浪能占全球能源需求的 10%，需要进行仔细的设计考虑。