悬浮式潮流能发电装置的设计

潮流能发电是海洋能利用的一种形式,即直接利用涨落潮水的水流冲击水轮机叶片从而带动电机进行发电。本文以现有研究成果为参考,开发一种全新结构的悬浮式潮流能发电装置。该悬浮式潮流能发电装置可以根据潮流的流向自动调整其在海水中的姿态,使得水轮机叶片旋转平面总与潮流方向垂直,从而提高了发电效率;同时,通过对压载水舱的压力控制实现发电装置漂浮与悬浮的姿态调整,这有利于机组的运输与维护,以节省成本。     

浪流共同作用下潮流能水轮机性能试验研究

浪流共存环境中的潮流能水轮机性能研究旨在为准确地估计潮流能发电装置的生存性及获能效率等重要指标提供依据。论文基于模型试验的方法,采用发电功率为1k W的水平轴水轮机模型,在不同叶尖浸没水深条件下,研究规则波以及极限波作用下的水轮机特性,揭示其功率与载荷的变化规律。研究结果可为潮流电站设计提供依据以及为数值方法的有效性验证提供数据。     

潮流能发电装置中变桨距控制系统的研究

潮流能发电装置中的变桨距控制系统具有非线性、参数时变性、强耦合等特点,高精度的控制难以实现导致潮流能发电机组输出的电能质量较差。为了改善系统在稳定功率输出区域内的动态性能,提出了一种实用的变桨距控制策略。仿真结果表明,实现了潮流能发电装置的变桨距控制,能够输出稳定的功率。     

中美潮流能资源开发利用发展对比

对比了中美两国潮流能的发展。在政策导向方面,美国在海洋能政策方面以产业推广为目标,而中国在海洋能政策方面以基础研究为重点。在技术发展现状上,通过两国规模最大的潮流能项目对比,我国在单机规模、变桨距方面优于美国,总体技术水平进步较快,但是在装置可靠性、装置产业化方面有待开展更深入的工作。     

船舶潮流能发电装置增速机构

潮流能是一种重要的清洁能源,与其他能源相比,潮流能具有很多方面的优点。船舶通过安装潮流能发电装置可以对潮流能进行有效利用,达到减少污染,提高能源利用率的目的。但是由于潮流能的特性以及发电机的自身因素,电机转速一般比较低,要达到发电机额定的转速,必须通过增速机构来实现。本文对船舶潮流能发电装置进行设计与研究,重点设计装置中的增速机构。     

船舶上可装载的波浪能发电装置设计

人类社会步入21世纪,传统化石能源供应日趋紧张,而由于传统石化能源燃烧所带来的环境问题日益威胁着人类社会的可持续发展,开发清洁无污染的可再生能源成为人类可持续发展的重要议题。海洋能是众多可再生能源的一种,其蕴含着不可估量的能量,并且存在形式多种多样。海洋波浪能由于其不间断、利于获取、环境友好等特点日益受到英国、挪威、日本、美国等海洋大国的重视,这些国家均开发出了波浪能发电装置的试验与示范工作。本文对海洋中波浪能发电背景进行概述,并设计了一种新型的船舶上可装载的浮动式波浪能发电装置。该发电装置结构简单,系统稳定,在海洋能发电领域具有广阔的应用前景。     

新型波浪潮流耦合发电轮机的研究

为解决海上偏远而分散的小功率用电设施的供电问题,探究潮流能与波浪能耦合发电的可行性,满足耦合发电轮机在耐久性、初级高效获能以及低成本和安全性等方面的要求,设计了一种新型波浪潮流耦合发电轮机。该发电轮机的主体结构由复合式导流罩、叶片轮机、固定式尾舵、发电机和浮子五部分组成,本文详细阐述了该发电轮机的机械设计过程及其结构优化设计思路,并针对叶片轮机进行了水槽性能试验分析。分析结果验证了该装置设计的合理性与科学性。     

一种新型波流耦合发电装置及叶片结构优化

为解决海上偏远而分散的小功率用电设施的供电问题,探究潮流能与波浪能耦合发电的可行性,满足耦合发电轮机在耐久性、初级高效获能以及低成本和安全性等方面的要求,设计了一种新型波浪潮流耦合发电轮机。该发电轮机的主体结构由复合式导流罩、叶片轮机、固定式尾舵、发电机和浮子五部分组成。文章详细阐述了该发电轮机的设计思路,同时针对叶片数量对轮机获能系数的影响进行了水槽性能试验分析,分析结果验证了该装置设计的合理性与科学性。     

基于Workbench的双浮体波能捕获装置建模与仿真研究

针对目前各种波浪能发电装置中存在的可靠性低、寿命短、建造维护难等问题,结合我国大部分海域低能流密度的现实,介绍一种以双体船为载体、以陀螺浮子捕获波能的振荡浮子式发电装置。以Workbench为平台,首先完成几何建模及网格划分,然后分别在FLUENT和ANSYS中完成流体分析与结构分析,得出了不同底圆半径的陀螺浮子在水流水平和竖直冲击下的受力和变形,以此为依据判断其对波浪的适应性、功率特性以及效率特性。通过数值模拟研究,遴选影响浮子受力和变形的关键参量,为该类浮子的实用化设计提供依据。仿真结果表明,选择陀螺形浮子作为试验平台波浪能捕获装置是非常合理的。     

三筒型漂浮式风—流发电装置设计与载体强度分析

为了利用海上风能和潮流能,文章提出了"三筒型漂浮式风—流发电装置"概念,并开展了装置总体设计,然后利用ANSYS软件建立联合发电装置载体有限元模型,根据CCS相关规范,对平台载体进行了波浪载荷计算和结构强度评估,对不同工况下的载荷特点和结构响应进行了分析。结果表明,该型式发电装置载体结构符合CCS规范要求,能够保证安全运行,进而为同类载体的应用设计提供了一定参考。     

基于BP神经网络的分层越浪式波能发电装置越浪量估算研究

在开发利用海洋能的过程中,进行波浪发电装置发电量的预测有助于科学可靠的进行海试决策,在避免资源浪费的同时,进一步提高装置的工作性能。本文针对分层斜坡越浪式波能发电装置建立了一种实时越浪量的估算模型,该模型以实时潮位及波浪数据为条件,基于BP神经网络的方法,利用装置物理模型试验数据进行的网络训练,最终完成装置实时越浪量的数据仿真。该估算模型与分层越浪式波能发电装置的蓄水池工作控制策略相结合,可为最终预测装置样机的发电量提供有力依据。     

渔船锚泊潮流发电装置的设计

针对中小型渔船在抛锚时的节能用电问题,提出了一种可以利用潮流能发电的小型船用发电装置。首先简单介绍了其基本组成及工作原理,再就其水轮机的设计、硅整流发电机以及调节器的选择进行了研讨。设计出简单、实用、造价便宜的锚泊船用潮流发电装置。该装置在渔船抛锚停泊时可以施放、启动进行发电,既环保又有效的解决渔船抛锚时的用电问题,当渔船航行、作业时又可将其收回,不影响渔船正常航行;并且,在发电过程中,不管潮流流向如何,由于渔船是抛锚状态,渔船可随着潮流流向而随时改变渔船朝向,使安装在船尾的水轮机都能正常工作。     

一种新型海洋能发电轮机水动力特性研究

摘 要：海洋发电轮机所处的海上作业环境恶劣,设备易发生故障且维修困难。基于三维势流理论,并结合ANSYS-AQWA软件,对风、浪、流荷载联合作用下的海洋能发电轮机的水动力特性进行研究,得出了发电轮机在工作工况及极限工况下的运动响应特性。结果表明,浮体运动响应幅值的最大值分别发生在遭遇艏斜浪和横浪时;其中极限工况下的运动响应幅值是工作工况下的3-10倍。该装置经过循环改型后水动力性能良好,能够满足实际的工程应用,本文提出的计算方法可以作为一种快速预报装置水动力特性的校核手段,满足工程设计阶段的需求。     

液压作用下的振荡浮子波能装置物理模型试验设计

波浪能发电装置的研发是海洋工程、机械工程、自动化工程等多学科的综合应用,对于振荡浮子波能发电装置,浮子在波浪和液压系统共同作用下的运动机理仍待深入研究。本文介绍了液压作用下的振荡浮子波能发电装置物理模型试验系统设计,拟通过水工物理模型试验的方法,利用数据采集及控制系统同时监测波浪场、浮子运动、液压系统性能及发电功率输出情况,构建波能发电装置各环节耦合联动的全过程模型。     

CODMAE推进装置

各种设计试图开发一种未来型、以柴油机为主的推进装置。只要主柴油机还能通过PTO(功率输出端)及附加的辅发电机组发电，即可容易地把PTO变成PTI，于是CODMAE推进装置应运而生。     

浮力摆波能发电装置的俘能特性分析

文章以浮力摆波能发电装置为研究对象,探索该装置的俘能特性的影响因素,利用AQWA水动力分析软件建立浮力摆的三维时域数值模型,分析浮力摆的净浮力、阻尼系数和转动关节的铰接位置对浮力摆波能发电装置的俘能特性的影响。结果表明:浮力摆的净浮力、阻尼系数和转动关节的铰接位置对浮力摆波能发电装置的俘能特性均有较大的影响,为后续对装置的进一步探索提供依据和支持。     

U型振荡水柱波能发电装置波浪力试验研究

U型振荡水柱波能发电装置(U型OWC)最早由意大利学者Boccotti于2002首次提出,到目前为止相关研究只有不到20年的时间。目前关于U型振荡水柱波能发电装置的研究重点还是放在装置的一级、二级能量转换效率上,对结构受力的相关研究较少。本文以U型OWC波能发电装置为研究对象,通过物理模型水工试验的方法对装置受到的波浪力进行研究分析。重点研究了装置前挡板在不同的波浪要素下,不同结构参量的变化对装置受力的影响。     

国际潮流能利用技术发展综述

潮流能是一种环保可再生的海洋新能源,随着世界各国重视潮流能的开发与利用,潮流能技术在国际上取得了不断突破。本文在简述国内外潮流能发电历程的基础上,重点介绍了近五年来国际潮流能技术现状及最新进展,对已建、在建的各种潮流能发电站的实验状况、实际并网发电应用情况进行了阐述,同时总结了各种潮流能水轮机的装机容量、累计发电量、额定功率等情况。通过国内外潮流能技术的应用分析,总结了目前潮流能开发利用存在的问题,并针对我国潮流能发展现状和趋势提出了几点建议。     

水平轴潮流能叶轮设计与水动力特性分析

潮流能是海洋可再生能源的重要组成部分,为提高潮流能利用效率,本文基于叶素-动量理论(BEM)方法,给出Glauert涡流设计理论在水平轴潮流能叶轮设计上的应用。采用BEM理论和CFD数值模拟方法对设计的潮流能叶轮进行水动力性能分析,计算其在不同叶尖速比下的功率特性,2种方法的结果表现了较好的一致性。在此基础上,基于BEM理论,进一步分析叶片表面的载荷分布情况,选取叶片沿展长方向的3个不同位置,分析翼段的流体动力特性随速比的变化规律。计算结果表明,潮流能叶轮工作特性满足对功率和效率的要求,说明了设计方法的可靠性。本文的研究成果为今后水平轴潮流能叶轮设计及水动力性能预报提供有价值的参考。     

波浪数据采集与双向振荡波浪发电装置仿真

波浪发电装置能量转换效率是表征其性能的重要指标,而各转换部分相关的数据均需要通过复杂、繁琐和成本极高的传统测试方式获得。通过Lab VIEW设计了一套波浪数据采集系统,利用虚拟仪器采集发电装置所在水域的波浪数据。同时,基于AMEsim建立波浪振荡发电装置的仿真模型,通过给定模拟信号,仿真液压系统中马达的压力、转速和扭矩特性曲线。与传统的实测数据进行对比分析,验证了仿真的合理性,仿真结果可为波浪发电装置设计的可行性和参数优化设计提供一定的参考。