พลังงานคลื่นคือการดักจับพลังงานจากคลื่นลมเพื่อนำไปใช้ประโยชน์เช่นการผลิตไฟฟ้าการกลั่นน้ำทะเลหรือการสูบน้ำ เครื่องจักรที่ใช้ประโยชน์จากพลังงาน คลื่น เรียกว่าเครื่องแปลงพลังงานคลื่น ( WEC )

คลื่นเกิดขึ้นโดยหลักจากลมที่พัดผ่านผิวน้ำทะเล รวมถึงแรงน้ำขึ้นน้ำลง การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และปัจจัยอื่นๆ ตราบใดที่คลื่นเคลื่อนที่ช้ากว่าความเร็วลมที่อยู่เหนือขึ้นไป พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากลมไปยังคลื่น ความแตกต่างของความดันอากาศระหว่างด้านที่รับลมและด้านที่อยู่ใต้ลมของยอด คลื่น และแรงเสียดทานบนพื้นผิวจากลม ทำให้เกิดแรงเฉือนและการเติบโตของคลื่น^{[ 1 ]}

พลังงานคลื่นในเชิงพรรณนาแตกต่างจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงซึ่งมุ่งเน้นการดักจับพลังงานจากกระแสน้ำที่เกิดจากแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์เป็นหลัก อย่างไรก็ตาม พลังงานคลื่นและพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงไม่ได้แตกต่างกันโดยพื้นฐาน และมีเทคโนโลยีและการนำไปใช้งานที่ทับซ้อนกันอย่างมาก แรงอื่นๆ ก็สามารถสร้างกระแสน้ำ ได้ เช่นกัน ได้แก่คลื่นแตกลมผลกระทบโคริโอลิส การเกิดคลื่นกระแทกและความแตกต่างของอุณหภูมิและความเค็ม

ณ ปี 2023 พลังงานคลื่นยังไม่ถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์อย่างแพร่หลาย หลังจากโครงการทดลองหลายโครงการ ความพยายามในการใช้พลังงานนี้เริ่มต้นขึ้นในปี 1890 หรือก่อนหน้านั้น^{[ 2 ]}ส่วนใหญ่เป็นเพราะความหนาแน่นของพลังงาน สูง โดยทั่วไปแล้ว การไหลของพลังงานคลื่นที่อยู่ใต้ผิวน้ำทะเลโดยเฉลี่ยในช่วงเวลาหนึ่งจะมีความหนาแน่นมากกว่าการไหลของพลังงานลมที่ระดับ 20 เมตรเหนือผิวน้ำทะเลถึง 5 เท่า และมีความหนาแน่นมากกว่าการไหลของพลังงานแสงอาทิตย์ถึง 10 ถึง 30 เท่า^{[ 3 ]}

ในปี 2000 อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าจากคลื่นเชิงพาณิชย์เครื่องแรกของโลกIslay LIMPETได้ถูกติดตั้งบนชายฝั่งของเกาะIslayในสกอตแลนด์และเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าแห่งชาติของสหราชอาณาจักร [ ^{4 ] ใน} ปี 2008 ฟาร์มคลื่นแบบหลายเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชิงทดลองแห่งแรกได้เปิดขึ้นในโปรตุเกสที่ฟาร์มคลื่น Aguçadoura [ ^{5 ] ทั้ง}สองโครงการได้สิ้นสุดลงแล้ว สำหรับรายชื่อสถานีผลิตไฟฟ้าจากคลื่นอื่นๆ โปรดดูที่ รายชื่อสถานีผลิตไฟฟ้าจากคลื่น

เครื่องแปลงพลังงานคลื่นสามารถจำแนกตามหลักการทำงานได้แก่: ^{[ 6 ] [ 7 ]}

• เสาน้ำที่แกว่งไปมา (พร้อมกังหันอากาศ)
• วัตถุที่สั่น (ด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าพลังน้ำ กังหันน้ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชิงเส้น)
• อุปกรณ์ป้องกันน้ำล้น (พร้อมกังหันไฮดรอลิกแรงดันต่ำ)

สิทธิบัตรฉบับแรกที่ทราบเกี่ยวกับการสกัดพลังงานจากคลื่นทะเลคือในปี 1799 ซึ่งยื่นจดในปารีสโดยPierre-Simon Girardและลูกชายของเขา^{[ 8 ]}อุปกรณ์รุ่นแรกถูกสร้างขึ้นราวปี 1910 โดย Bochaux-Praceique เพื่อใช้เป็นพลังงานให้กับบ้านของเขาในเมือง Royanประเทศฝรั่งเศส^{[ 9 ]}ดูเหมือนว่านี่จะเป็นอุปกรณ์พลังงานคลื่นแบบเสาน้ำสั่นตัวแรก^{[ 10 ]}ตั้งแต่ปี 1855 ถึงปี 1973 มีการยื่นจดสิทธิบัตรในสหราชอาณาจักรเพียงแห่งเดียวถึง 340 ฉบับ ^{[ 8 ]}

การแสวงหาพลังงานคลื่นสมัยใหม่ได้รับการบุกเบิกโดย การทดลองของ Yoshio Masudaในช่วงทศวรรษ 1940 ^{[ 11 ]}เขาได้ทดสอบแนวคิดต่างๆ โดยสร้างหน่วยหลายร้อยหน่วยที่ใช้สำหรับให้พลังงานแก่ไฟนำทาง หนึ่งในนั้นคือแนวคิดของการสกัดพลังงานจากการเคลื่อนที่เชิงมุมที่ข้อต่อของแพที่เชื่อมต่อกัน ซึ่ง Masuda เสนอในทศวรรษ 1950 ^{[ 12 ]}

วิกฤตการณ์น้ำมันในปี 1973ทำให้เกิดความสนใจในพลังงานคลื่นขึ้นอีกครั้ง รัฐบาลในหลายประเทศ โดยเฉพาะในสหราชอาณาจักร นอร์เวย์ และสวีเดน ได้ริเริ่มโครงการพัฒนาพลังงานคลื่นขนาดใหญ่^{[ 3 ]}นักวิจัยได้ตรวจสอบศักยภาพของคลื่นในการสกัดพลังงานอีกครั้ง โดยเฉพาะStephen Salter , Johannes Falnes , Kjell Budal , Michael E. McCormick , David Evans , Michael French, Nick NewmanและCC Mei

สิ่งประดิษฐ์ของ Salter ในปี 1974 กลายเป็นที่รู้จักในชื่อSalter's duckหรือnodding duckซึ่งชื่ออย่างเป็นทางการคือ Edinburgh Duck ในการทดสอบขนาดเล็ก ตัว Duck ที่มีลักษณะโค้ง คล้าย ลูกเบี้ยวสามารถหยุดการเคลื่อนที่ของคลื่นได้ 90% และสามารถแปลงพลังงานนั้นได้ 90% เป็นไฟฟ้า ทำให้มีประสิทธิภาพ 81% ^{[ 13 ]}ในช่วงทศวรรษ 1980 มีการทดสอบต้นแบบรุ่นแรกอื่นๆ อีกหลายรุ่น แต่เนื่องจากราคาน้ำมันลดลง เงินทุนสำหรับพลังงานคลื่นจึง ลดลง ต่อมา การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ได้กระตุ้นให้เกิดความสนใจ ในด้านนี้อีกครั้ง^{[ 14 ] [ 3 ]}

ศูนย์ทดสอบพลังงานคลื่นแห่งแรกของโลกก่อตั้งขึ้นที่ออร์กนีย์ประเทศสกอตแลนด์ในปี 2546 เพื่อเริ่มต้นการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานคลื่นและพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงศูนย์พลังงานทางทะเลแห่งยุโรป (EMEC)ได้สนับสนุนการติดตั้งอุปกรณ์พลังงานคลื่นและพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงมากกว่าสถานที่อื่นใด^{[ 15 ]}หลังจากการก่อตั้ง ศูนย์ทดสอบก็เกิดขึ้นในหลายประเทศทั่วโลก โดยให้บริการและโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการทดสอบอุปกรณ์^{[ 16 ]}

การแข่งขันชิงรางวัล Saltire มูลค่า 10 ล้านปอนด์จะมอบให้แก่ผู้ที่สามารถผลิต พลังงานจากคลื่นได้ 100 GWh อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาสองปีภายในปี 2017 (  เฉลี่ยประมาณ 5.7 MW) ^{[ 17 ]}แต่รางวัลนี้ไม่เคยถูกมอบให้ การศึกษาในปี 2017 โดยมหาวิทยาลัย StrathclydeและImperial Collegeมุ่งเน้นไปที่ความล้มเหลวในการพัฒนาอุปกรณ์พลังงานคลื่นที่ "พร้อมใช้งานในตลาด" แม้ว่ารัฐบาลสหราชอาณาจักรจะลงทุนไปกว่า 200 ล้านปอนด์ในช่วง 15 ปี^{[ 18 ]}

หน่วยงานภาครัฐได้ดำเนินการอย่างต่อเนื่องและในหลายประเทศได้เพิ่มงบประมาณด้านการวิจัยและพัฒนาพลังงานคลื่นในช่วงทศวรรษ 2010 ซึ่งรวมถึงสหภาพยุโรป สหรัฐอเมริกา และสหราชอาณาจักร โดยงบประมาณประจำปีมักจะอยู่ในช่วง 5-50 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}เมื่อรวมกับเงินทุนจากภาคเอกชน ทำให้มีโครงการพลังงานคลื่นจำนวนมากที่กำลังดำเนินการอยู่ (ดูรายชื่อโครงการพลังงานคลื่น )

เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ของไหลส่วนใหญ่ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างคลื่นในมหาสมุทรและตัวแปลงพลังงานเป็นปรากฏการณ์ไม่เชิงเส้นลำดับสูง โดยอธิบายได้ด้วยสมการนาเวียร์-สโตกส์ที่ไม่สามารถอัดได้ ซึ่งคือความเร็วของไหลคือความดันคือความหนาแน่นคือความหนืดและ คือแรงภายนอกสุทธิที่กระทำต่ออนุภาคของไหลแต่ละอนุภาค (โดยทั่วไปคือแรงโน้มถ่วง ) อย่างไรก็ตาม ภายใต้เงื่อนไขทั่วไป การเคลื่อนที่ของคลื่นจะอธิบายได้ด้วยทฤษฎีคลื่นของแอร์รีซึ่งตั้งสมมติฐานว่า$${\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {\partial {\vec {u}}}{\partial t}}+({\vec {u}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {u}}&=\nu \Delta {\vec {u}}+{\frac {{\vec {F_{\text{ext}}}}-{\vec {\nabla }}p}{\rho }}\\{\vec {\nabla }}\cdot {\vec {u}}&=0\end{aligned}}}$$${\textstyle {\vec {u}}(t,x,y,z)}$${\textstyle p}$${\textstyle \rho }$${\textstyle \nu }$${\textstyle {\vec {F_{\text{ext}}}}}$

• การเคลื่อนที่ของของเหลวนั้นโดยประมาณแล้วเป็นการเคลื่อนที่แบบไร้การหมุน
• ความดันที่ผิวน้ำมีค่าคงที่โดยประมาณ และ
• ความลึก ของพื้นทะเลค่อนข้างคงที่

ในสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการเก็บเกี่ยวพลังงานจากคลื่นในมหาสมุทร ข้อสมมติเหล่านี้มักจะใช้ได้จริง

ทฤษฎีการไหลศักย์เชิงเส้น

เมื่อพิจารณาคลื่นและการเคลื่อนที่ที่มีแอมพลิจูดขนาดเล็ก พจน์กำลังสองสามารถละเลยได้ ทำให้ได้สมการเบอร์นูลลีเชิงเส้นและสมมติฐานของแอร์รีข้อที่สามจึงบ่งชี้ว่าข้อจำกัดเหล่านี้กำหนด คำตอบของคลื่น ไซน์ในรูปแบบโดยที่กำหนดเลขคลื่นของคำตอบ และและถูกกำหนดโดยข้อจำกัดของขอบเขต (และ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งระดับความสูงของพื้นผิวสามารถหาได้ง่ายๆ ว่าเป็นคลื่นระนาบที่เคลื่อนที่ไปตามทิศทางแกน x${\textstyle \left({\vec {\nabla }}\phi \right)^{2}}$$${\displaystyle {\partial \phi \over \partial t}+{1 \over \rho }p+gz=({\text{const}}){\text{.}}}$$$${\displaystyle {\begin{aligned}&{\partial ^{2}\phi \over \partial t^{2}}+g{\partial \phi \over \partial z}=0\quad \quad \quad ({\text{surface}})\\&{\partial \phi \over \partial z}=0{\phantom {{\partial ^{2}\phi \over \partial t^{2}}+{}}}\,\,\quad \quad \quad ({\text{seabed}})\end{aligned}}}$$$${\displaystyle \phi =A(z)\sin {\!(kx-\omega t)}{\text{,}}}$$${\displaystyle k}$${\displaystyle A(z)}$${\displaystyle \omega }$${\displaystyle k}$$${\displaystyle {\begin{aligned}&A(z)={gH \over 2\omega }{\cosh(k(z+h)) \over \cosh(kh)}\\&\omega =gk\tanh(kh){\text{.}}\end{aligned}}}$$${\displaystyle \eta }$$${\displaystyle \eta =-{1 \over g}{\partial \phi \over \partial t}={H \over 2}\cos(kx-\omega t){\text{:}}}$$

ผลที่ตามมา

การเคลื่อนที่แบบสั่นจะสูงสุดที่ผิวน้ำและลดลงแบบเอกซ์โพเนนเชียลตามความลึก อย่างไรก็ตาม สำหรับคลื่นนิ่ง ( แคลโปติส ) ใกล้ชายฝั่งที่สะท้อน พลังงานคลื่นจะปรากฏในรูปของการสั่นของความดันที่ระดับความลึกมาก ทำให้เกิดไมโครซีซึม [ ^{1 ] ความ}ผันผวนของความดันที่ระดับความลึกมากนั้นน้อยเกินไปที่จะน่าสนใจสำหรับการแปลงพลังงานคลื่น

พฤติกรรมของคลื่น Airy นำเสนอสองสภาวะที่น่าสนใจ: น้ำที่ลึกกว่าครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น ซึ่งเป็นเรื่องปกติในทะเลและมหาสมุทร และน้ำตื้นที่มีความยาวคลื่นมากกว่าประมาณยี่สิบเท่าของความลึกของน้ำ คลื่นในน้ำลึกมีการกระจายตัว : คลื่นที่มีความยาวคลื่นยาวจะแพร่กระจายได้เร็วกว่าและมีแนวโน้มที่จะแซงหน้าคลื่นที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า ความเร็วกลุ่มในน้ำลึกเป็นครึ่งหนึ่งของความเร็วเฟส คลื่นในน้ำตื้นไม่มีการกระจายตัว: ความเร็วกลุ่มเท่ากับความเร็วเฟส และขบวนคลื่นจะแพร่กระจายไปโดยไม่ถูกรบกวน^{[ 1 ] [ 25 ] [ 26 ]}

ตารางต่อไปนี้สรุปพฤติกรรมของคลื่นในระบอบต่างๆ:

คลื่นแรงโน้มถ่วงที่ลอยอยู่บนผิวน้ำลึก น้ำตื้น หรือระดับความลึกปานกลาง

ปริมาณ	เครื่องหมาย	หน่วย	น้ำลึก( h > 1 ⁄ 2 λ )	น้ำตื้น( h < 0.05 λ )	ความลึกปานกลาง(ทุกค่าλและh )
ความเร็วเฟส	${\displaystyle c_{p}={\frac {\lambda }{T}}={\frac {\omega }{k}}}$	เมตร/วินาที	${\displaystyle {\frac {g}{2\pi }}T}$	${\displaystyle {\sqrt {gh}}}$	${\displaystyle {\sqrt {{\frac {g\lambda }{2\pi }}\tanh \left({\frac {2\pi h}{\lambda }}\right)}}}$
ความเร็วกลุ่ม[ a ]	${\displaystyle c_{g}=c_{p}^{2}{\frac {\partial \left(\lambda /c_{p}\right)}{\partial \lambda }}={\frac {\partial \omega }{\partial k}}}$	เมตร/วินาที	${\displaystyle {\frac {g}{4\pi }}T}$	${\displaystyle {\sqrt {gh}}}$	${\displaystyle {\frac {1}{2}}c_{p}\left(1+{\frac {4\pi h}{\lambda }}{\frac {1}{\sinh \left({\frac {4\pi h}{\lambda }}\right)}}\right)}$
อัตราส่วน	${\displaystyle {\frac {c_{g}}{c_{p}}}}$	–	${\displaystyle {\frac {1}{2}}}$	${\displaystyle 1}$	${\displaystyle {\frac {1}{2}}\left(1+{\frac {4\pi h}{\lambda }}{\frac {1}{\sinh \left({\frac {4\pi h}{\lambda }}\right)}}\right)}$
ความยาวคลื่น	${\displaystyle \lambda }$	ม	${\displaystyle {\frac {g}{2\pi }}T^{2}}$	${\displaystyle T{\sqrt {gh}}}$	สำหรับช่วงเวลาT ที่กำหนด คำตอบของสมการ: ${\displaystyle \left({\frac {2\pi }{T}}\right)^{2}={\frac {2\pi g}{\lambda }}\tanh \left({\frac {2\pi h}{\lambda }}\right)}$
ทั่วไป
ความหนาแน่นของพลังงานคลื่น	${\displaystyle E}$	จูล /  ม. ²	${\displaystyle {\frac {1}{16}}\rho gH_{m0}^{2}}$
การไหลของพลังงานคลื่น	${\displaystyle P}$	ว /  ม.	${\displaystyle E\;c_{g}}$
ความถี่เชิงมุม	${\displaystyle \omega }$	เรเดียน  /  วินาที	${\displaystyle {\frac {2\pi }{T}}}$
เลขคลื่น	${\displaystyle k}$	เรเดียน /  เมตร	${\displaystyle {\frac {2\pi }{\lambda }}}$

สูตรพลังงานคลื่น

ในน้ำลึกซึ่งความลึกของน้ำมากกว่าครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นฟลักซ์พลังงานคลื่นคือ^{[ b ]}

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

โดยที่Pคือฟลักซ์พลังงานคลื่นต่อหน่วยความยาวของยอดคลื่น, H คือความสูงคลื่นที่มีนัยสำคัญ , T คาบพลังงานคลื่น, ρ คือ ความหนาแน่นของน้ำและgคือความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงสูตรข้างต้นระบุว่ากำลังของคลื่นเป็นสัดส่วนกับคาบพลังงานคลื่นและกำลังสองของความสูงคลื่น เมื่อความสูงคลื่นที่มีนัยสำคัญกำหนดเป็นเมตร และคาบคลื่นกำหนดเป็นวินาที ผลลัพธ์ที่ได้คือกำลังของคลื่นในหน่วยกิโลวัตต์ (kW) ต่อเมตรของความยาวหน้าคลื่น^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

ตัวอย่างเช่น พิจารณาคลื่นทะเลขนาดปานกลางในน้ำลึก ห่างจากชายฝั่งไม่กี่กิโลเมตร โดยมีความสูงของคลื่น 3 เมตร และคาบพลังงานของคลื่น 8 วินาที การคำนวณหาพลังงานจะได้...

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

หรือมีศักยภาพด้านพลังงาน 36 กิโลวัตต์ต่อเมตรของยอดคลื่น

ในพายุใหญ่ สภาพทะเลนอกชายฝั่งที่ใหญ่ที่สุดจะมีคลื่นสูงประมาณ 15 เมตร และคาบพลังงานประมาณ 15 วินาที จากสูตรข้างต้น คลื่นดังกล่าวจะนำพา พลังงานประมาณ 1.7 เมกะวัตต์ต่อเมตรของหน้าคลื่น

อุปกรณ์ผลิตพลังงานคลื่นที่มีประสิทธิภาพสามารถดักจับพลังงานคลื่นได้เป็นจำนวนมาก ส่งผลให้ความสูงของคลื่นลดลงในบริเวณด้านหลังอุปกรณ์

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องแปลงพลังงานคลื่น (WEC) จะถูกจำแนกตามวิธีการ ตามตำแหน่ง และตาม ระบบ ส่งกำลังตำแหน่งต่างๆ ได้แก่ ชายฝั่ง ใกล้ชายฝั่ง และนอกชายฝั่ง ประเภทของระบบส่งกำลัง ได้แก่กระบอกไฮดรอลิกปั๊มท่อยางยืดปั๊มไปยังฝั่งกังหันน้ำกังหันอากาศ^{[ 35 ]}และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชิงเส้น

วิธีการที่ใช้กันทั่วไป 4 วิธี ได้แก่:

• ทุ่นดูดซับจุด
• ตัวลดทอนพื้นผิว
• คอลัมน์น้ำที่แกว่งไปมา
• overtopping devices

ตัวแปลงลอยตัวในอากาศ

เครื่องแปลงพลังงานแบบลอยตัวในอากาศมีศักยภาพในการเพิ่มความน่าเชื่อถือ เนื่องจากอุปกรณ์ตั้งอยู่เหนือน้ำ ซึ่งช่วยให้การตรวจสอบและบำรุงรักษาง่ายขึ้น ตัวอย่างแนวคิดต่างๆ ของเครื่องแปลงพลังงานแบบลอยตัวในอากาศ ได้แก่:

• ระบบสกัดพลังงานจากการลดการสั่นสะเทือนของเรือด้วยกังหันในช่องที่มีน้ำกระฉอก
• ระบบลูกตุ้มแกนแนวนอน
• ระบบลูกตุ้มแกนตั้ง

ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับพลังงานทางทะเลได้แก่:

• ผลกระทบของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสียงใต้น้ำ
• การปรากฏตัวทางกายภาพมีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเล ปลา และนกทะเลโดยการดึงดูด การหลีกเลี่ยง และการพันกัน
• ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อกระบวนการทางทะเล เช่นการเคลื่อนตัวของตะกอนและคุณภาพน้ำ
• ระบบฐานราก/จุดยึดอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในพื้นทะเลผ่านการพันกัน/การติดกับดัก
• ผลกระทบ จากแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากสายเคเบิลไฟฟ้าใต้น้ำ
• ความเสี่ยงจากการชนเล็กน้อย
• การสะสมแนวปะการังเทียมใกล้กับสิ่งก่อสร้างถาวร
• อาจก่อให้เกิดการรบกวนต่อแหล่งพักอาศัยของนก

ฐานข้อมูล Tethysให้การเข้าถึงเอกสารทางวิทยาศาสตร์และข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากพลังงานกระแสน้ำในมหาสมุทร^{[ 47 ]}

ศักยภาพทางทฤษฎีของพลังงานคลื่นทั่วโลกได้รับการประเมินว่ามากกว่า 2  TW ^{[ 48 ]}สถานที่ที่มีศักยภาพมากที่สุดสำหรับพลังงานคลื่น ได้แก่ ชายฝั่งตะวันตกของยุโรป ชายฝั่งทางเหนือของสหราชอาณาจักร และชายฝั่งแปซิฟิกของอเมริกาเหนือและใต้ แอฟริกาตอนใต้ ออสเตรเลีย และนิวซีแลนด์เขตภูมิอากาศอบอุ่น ทางเหนือและใต้มีสถานที่ที่ดีที่สุดสำหรับการดักจับพลังงานคลื่น ลม ตะวันตกที่พัดแรงที่สุดในเขตเหล่านี้จะพัดแรงที่สุดในฤดูหนาว

ห้องปฏิบัติการพลังงานหมุนเวียนแห่งชาติ (NREL) ประเมินศักยภาพพลังงานคลื่นตามทฤษฎีสำหรับประเทศต่างๆ โดยประเมินว่าศักยภาพของสหรัฐอเมริกาเทียบเท่ากับ 1,170 TWh ต่อปี หรือเกือบ 1/3 ของการใช้ไฟฟ้าของประเทศ^{[ 49 ]}ชายฝั่งอะแลสกาคิดเป็นประมาณ 50% ของทั้งหมด

ศักยภาพทางเทคนิคและเศรษฐกิจจะต่ำกว่าค่าที่กำหนดสำหรับศักยภาพทางทฤษฎี^{[ 50 ] [ 51 ]}

พลังงานคลื่นเป็นที่รู้จักกันในชื่อพลังงานรูปแบบที่สาม โดยที่ดวงอาทิตย์ (พลังงานหลัก) ให้ความร้อนแก่พื้นผิวโลกอย่างไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดระบบภูมิอากาศ เช่น ลม (พลังงานรอง) พัดผ่านมหาสมุทร แม้ว่ากระแสน้ำขึ้นน้ำลงจะมีบทบาทเช่นกัน แต่พลังงานคลื่นเป็นผลผลิตจากพลังงานลมเป็นหลัก การถ่ายโอนพลังงานจากแหล่งหนึ่งไปยังอีกแหล่งหนึ่งจะลดลงอย่างมากเนื่องจากกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ซึ่งพลังงานทั้งหมดไม่ได้ถูกแปลง ในทางกลับกัน ความเข้มข้นของพลังงาน (ความหนาแน่นของพลังงาน) สามารถเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานก่อนหน้า^{[ 52 ] [ 53 ]}สำหรับการแปลงพลังงานลมเป็นพลังงานคลื่นนั้น เป็นเพราะน้ำมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศ และอีกครั้งเนื่องจากการกระจายพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอ ทำให้หลายพื้นที่ทั่วโลกมีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการแปลงพลังงานคลื่น

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต้องได้รับการแก้ไข^{[ 31 ] [ 54 ]}ความท้าทายทางเศรษฐกิจและสังคม ได้แก่ การพลัดถิ่นของชาวประมงเชิงพาณิชย์และชาวประมงเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ และอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อการเดินเรือ^{[ 55 ]}ต้องจัดหาโครงสร้างพื้นฐานที่สนับสนุน เช่น การเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้า^{[ 56 ]}เครื่องผลิตไฟฟ้าจากคลื่นทะเลเชิงพาณิชย์ไม่ได้ประสบความสำเร็จเสมอไป ตัวอย่างเช่น ในปี 2019 บริษัท Seabased Industries AB ในสวีเดนถูกยุบเลิกเนื่องจาก "ความท้าทายมากมายในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทั้งในด้านปฏิบัติและด้านการเงิน" ^{[ 57 ]}

เทคโนโลยีการผลิตพลังงานคลื่นในปัจจุบันมีข้อจำกัดทางเทคนิคมากมาย ข้อจำกัดเหล่านี้เกิดจากลักษณะที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงได้ของคลื่นในมหาสมุทร ซึ่งต้องใช้เทคโนโลยีที่แข็งแกร่งและมีประสิทธิภาพในการดักจับพลังงาน ความท้าทาย ได้แก่ การออกแบบและสร้างอุปกรณ์พลังงานคลื่นที่สามารถทนต่อผลกระทบจากการกัดกร่อนของน้ำเค็ม สภาพอากาศที่รุนแรง และแรงคลื่นที่รุนแรง^{[ 58 ]}นอกจากนี้ การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์แปลงพลังงานคลื่น เช่น อุปกรณ์คอลัมน์น้ำสั่น (OWC) ตัวดูดซับจุด และอุปกรณ์โอเวอร์ท็อปปิ้ง จำเป็นต้องเอาชนะความซับซ้อนทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับลักษณะที่เปลี่ยนแปลงได้และไม่แน่นอนของคลื่น^{[ 59 ]}ยิ่งไปกว่านั้น การพัฒนาระบบจอดเรือและยึดตรึงที่มีประสิทธิภาพเพื่อรักษาอุปกรณ์พลังงานคลื่นให้อยู่ในตำแหน่งในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่รุนแรง และการพัฒนากลไกการส่งกำลังที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพเพื่อแปลงพลังงานคลื่นที่ดักจับได้เป็นไฟฟ้า ก็เป็นความท้าทายทางเทคนิคในการผลิตพลังงานคลื่นเช่นกัน^{[ 60 ]}เนื่องจากการกระจายพลังงานคลื่นโดยเขื่อนกันคลื่นแบบยืดหยุ่นที่จมอยู่ใต้น้ำนั้นมากกว่าโครงสร้างที่จมอยู่ใต้น้ำแบบแข็ง จึงคาดว่าจะมีการกระจายพลังงานคลื่นที่มากขึ้นเนื่องจากรูปทรงที่เสียรูปสูงของโครงสร้าง^{[ 61 ]}

ฟาร์มคลื่น (ฟาร์มพลังงานคลื่นหรือสวนพลังงานคลื่น) คือกลุ่มของอุปกรณ์พลังงานคลื่นที่ตั้งอยู่ด้วยกัน อุปกรณ์เหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กันทั้งทางอุทกพลศาสตร์และทางไฟฟ้า โดยขึ้นอยู่กับจำนวนเครื่อง ระยะห่างและการจัดวาง สภาพภูมิอากาศของคลื่น รูปทรงชายฝั่งและพื้นทะเล และกลยุทธ์การควบคุม กระบวนการออกแบบเป็นปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพ หลายด้าน ที่มุ่งหวังการผลิตพลังงานสูง ต้นทุนต่ำ และความผันผวนของพลังงานที่จำกัด^{[ 62 ]}ฟาร์มคลื่นใกล้ชายฝั่งมีผลกระทบอย่างมากต่อพลวัตของชายหาด ตัวอย่างเช่น ฟาร์มคลื่นช่วยลดการกัดเซาะได้อย่างมาก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการทำงานร่วมกันระหว่างการป้องกันชายฝั่งและการผลิตพลังงานช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของพลังงานคลื่น^{[ 63 ]}งานวิจัยเพิ่มเติมพบว่าฟาร์มคลื่นที่ตั้งอยู่ใกล้กับทะเลสาบน้ำเค็มอาจให้การป้องกันชายฝั่งที่มีประสิทธิภาพในระหว่างการวางแผนพื้นที่ทางทะเล^{[ 64 ]}

• คำขอจดสิทธิบัตรของ WIPO หมายเลข WO2016032360 — ปี 2016 ระบบกักเก็บพลังงานน้ำแบบสูบกลับ – คำขอจดสิทธิบัตร "พลังงานน้ำแบบบัฟเฟอร์แรงดัน"
• สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 8,806,865 — ปี 2011อุปกรณ์เก็บเกี่ยวพลังงานจากคลื่นทะเล – สิทธิบัตรไฮบริด Pelamis/Salter's Duck
• สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาหมายเลข 4,152,895 —มอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานคลื่น ในปี 1979 -สิทธิบัตร "Dam-Atoll"ของ Lockheed Martin ^{[ 66 ]}
• สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3,928,967 — ปี 1974อุปกรณ์และวิธีการสกัดพลังงานคลื่น – สิทธิบัตร "Salter's Duck" ฉบับดั้งเดิม
• สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 4,134,023 — ปี 1977อุปกรณ์สำหรับใช้ในการสกัดพลังงานจากคลื่นบนผิวน้ำ – วิธีการของ Salter เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของ "เป็ด"
• สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 6,194,815 — ปี 1999เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหมุนด้วยระบบเพียโซอิเล็กทริก
• สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 1,930,958 — ปี 1932เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานคลื่น – โรงไฟฟ้าพลังงานมหาสมุทรพาร์สันส์ – เฮอร์ริงโคฟ โนวาสโกเชีย – มีนาคม 1925 โรงไฟฟ้าเชิงพาณิชย์แห่งแรกของโลกที่แปลงพลังงานคลื่นทะเลเป็นพลังงานไฟฟ้า ผู้ออกแบบ – ออสบอร์น ฮาเวล็อก พาร์สันส์ – เกิดในปี 1873 ที่เปอตีโคเดียก นิวบรันสวิก
• เครื่องแปลงพลังงานคลื่นที่ใช้ความแตกต่างของความดัน US 20040217597 A1 — 2004 เครื่องแปลงพลังงานคลื่นที่ใช้ความแตกต่างของความดัน^{[ 67 ]}

บริษัทในสหราชอาณาจักรได้พัฒนา Waveline Magnet ที่สามารถบรรลุต้นทุนไฟฟ้าเฉลี่ยที่ 0.01 ปอนด์/กิโลวัตต์ชั่วโมง โดยมีการบำรุงรักษาน้อยที่สุด^{[ 68 ]}

• รายชื่อโครงการพลังงานคลื่น
• รายชื่อโรงไฟฟ้าพลังงานคลื่น
• พลังงานคลื่นในออสเตรเลีย
• พลังงานคลื่นในนิวซีแลนด์
• พลังงานคลื่นในสกอตแลนด์
• พลังงานคลื่นในสหรัฐอเมริกา
• เรือพลังงานคลื่น
• เวฟพิสตัน
• พลังงานทางทะเล
• พลังงานจากกระแสน้ำ
• การแปลงพลังงานความร้อนจากมหาสมุทร
• พลังงานออสโมติก
• สำนักงานประสิทธิภาพพลังงานและพลังงานหมุนเวียน (OEERE)
• การใช้พลังงานทั่วโลก

• Cruz, Joao (2008). พลังงานคลื่นทะเล – สถานะปัจจุบันและแนวโน้มในอนาคต . Springer. ISBN 978-3-540-74894-6.431 หน้า
• ฟาลเนส, โยฮันเนส (2002). คลื่นมหาสมุทรและระบบการสั่น . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. ISBN 978-0-521-01749-7.288 หน้า
• แมคคอร์มิค, ไมเคิล (2007). การแปลงพลังงานคลื่นทะเล . โดเวอร์. ISBN 978-0-486-46245-5.256 หน้า
• ทวิเดลล์, จอห์น; เวียร์, แอนโทนี ดี.; เวียร์, โทนี (2006). แหล่งพลังงานหมุนเวียน . เทย์เลอร์ แอนด์ ฟรานซิส. ISBN 978-0-419-25330-3.601 หน้า

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับพลังงานคลื่น

• พอร์ทัลและแหล่งรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนทางทะเลเครือข่ายฐานข้อมูลที่ให้การเข้าถึงข้อมูลด้านพลังงานทางทะเลอย่างครอบคลุม
• พื้นฐานพลังงานทางทะเล: พลังงานคลื่นข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับพลังงานคลื่น
• ฐานข้อมูลโครงการพลังงานทางทะเลฐานข้อมูลที่ให้ข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับการใช้งานพลังงานทางทะเลในสหรัฐอเมริกาและทั่วโลก
• ฐานข้อมูลเททิส (Tethys Database)ฐานข้อมูลที่รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากการพัฒนาพลังงานทางทะเลและพลังงานลมในทะเล
• ฐานข้อมูลวิศวกรรมเททิส (Tethys Engineering Database)ฐานข้อมูลที่รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการออกแบบทางเทคนิคและวิศวกรรมของอุปกรณ์พลังงานทางทะเล
• คลังข้อมูลด้านพลังงานทางทะเลและพลังงานน้ำฐานข้อมูลสำหรับข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมโดยโครงการวิจัยและพัฒนาพลังงานทางทะเลที่ได้รับทุนสนับสนุนจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา
• วิดีโอ Wave Swell EnergyบนYouTube
• เคท กัลเบรธ (22 กันยายน 2551). "พลังจากท้องทะเลที่ปั่นป่วนปลุกเร้าจินตนาการ" . เดอะนิวยอร์กไทมส์. สืบค้นเมื่อ9 ตุลาคม 2551 .
• "พลังแห่งคลื่น: คลื่นลูกใหม่ที่กำลังจะมาถึง"จากนิตยสาร Economist ฉบับวันที่ 5 มิถุนายน 2551