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超越波浪：為什麼擺動水柱（OWC）能夠成為未來能源的革命？
隨著全球對可再生能源需求的增加，擺動水柱（OWC）技術正逐步顯現出其潛力，成為一種新型的波浪能轉換裝置。這種設備能利用海浪在其內部的海水振動，從而產生能源。由於相對於其他能源體系，OWC的環境影響相對較小，因此越來越多的公司正在研發更有效率的OWC模型。
擺動水柱設備由半淹沒的腔室或空心的結構組成，底部開口與海洋相通，腔室上方保留了一個空氣口袋，隨著海浪的推動，水柱如活塞般上下運動，迫使空氣在腔室內外流動。
這一持續的運動促使空氣流動形成雙向的高速氣流，這股氣流又通過一個動力轉換系統（PTO）被轉換為能源。值得注意的是，OWC的PTO系統能夠在氣流雙向運動中持續發電，這一特性使得OWC具備相當的發電穩定性。
設計
基本OWC組件
動力轉換系統（PTO）
PTO系統是OWC設備的第二大主要組件。其主要功能是將氣動能轉換為所需的能源形式（如聲音或電力）。PTO系統的設計對於擺動水柱的效率至關重要，必須能夠將腔室內外的氣流都轉換為能量。
威爾斯渦輪（Wells Turbine）
威爾斯渦輪於1970年代晚期由貝爾法斯特女王大學的艾倫·阿瑟·威爾斯教授設計，這是一種雙向渦輪，使用對稱翼型。該渦輪有著不與海洋直接接觸的設計，但在高氣流速的情況下效率會有所下降，這是因為翼型的高攻角會增加阻力。
哈納渦輪（Hanna Turbine）
哈納渦輪是2009年由環保活動家約翰·克拉克·哈納發明的，旨在改進威爾斯渦輪的設計。哈納渦輪利用了兩個背靠背的不對稱翼型，這一設計不僅降低了阻力，還提高了升力系數，從而使得渦輪不易失速並增強了扭矩。
歷史
擺動水柱技術的最早應用出現在發聲浮標中，這些浮標利用在腔室中產生的氣壓來驅動PTO系統發出聲音。1885年，科學美國報導了34個這樣的發聲浮標在美國海岸運行的情況。
1947年，日本海軍指揮官桝田義夫設計了能發電的OWC導航浮標，這標誌著OWC技術向產生電能的轉型。
大型OWC電廠項目
LIMPET，蘇格蘭艾斯萊島
該電廠於2001年啟用，擁有一臺直徑2.6米的威爾斯渦輪，能夠發電500 kW。
穆特里庫，巴斯克國家
該電廠於2011年啟用，配備16台威爾斯渦輪，能在合適條件下發電約300 kW。
海洋能源浮標
該項目正由OceanEnergy開發，預計全尺寸浮標的輸出功率約可達500MW。
MARMOK-A-5
由Oceantec和IDOM開發的這款浮標OWC，在巴斯克地區的比斯開海能源平台得到了測試。
環境影響
擺動水柱技術的環境影響相對有限，因為其在水中沒有活動部件，降低了對海洋生物的危害。然而，它們可能造成的噪音污染是目前的主要顧慮之一。
一些專家建議，可以通過將OWC設備設置得更遠離海岸來減少這些負面影響，這也可能讓這些設備展現出更大的潛能。
擺動水柱技術似乎已經展現出成為未來能源的一個重要解決方案，但這是否能真正實現廣泛應用，還有待未來的證明?
