自升式波浪能发电装置设计与试验研究

为了解决能源短缺问题,着眼于开发丰富的波浪能,设计了一种以自升式平台为载体的新型波浪能发电装置。此新型自升式波浪能发电装置与其他波浪能发电装置相比,具有抗风、抗浪、连续、高效、稳定、适应性强等优点。采用理论分析与实物试验相结合的方法,研究该装置实施波浪发电的可行性。试验结果表明:自升式波浪能发电装置在实际海况下能够正常进行发电作业,验证了该波浪能发电装置的可行性,波浪发电效率超过项目技术指标的15%,达到了预期的效果。总的来说,自升式波浪能发电装置已经在多方面实现了突破,总体技术达到了国内领先水平。     

“鹰式一号”波浪能发电装置研究

为了在波浪能流密度较低的中国海域开发利用波浪能,研发了具有半潜驳特征的鹰式波浪能转换装置。以成功实现了在实海况条件下的稳定运行的"鹰式一号"波浪能发电装置为实例,首先分别介绍了装置总体的三个组成部分,并指出了各部分的设计要点;其次,阐述了能量转换系统研究重点转换原理、液压自治控制器的功能;再次,通过对比传统锚泊系统与装置采用的蓄能型锚泊系统,表明后者可有效地避免锚链断裂和走锚;最后,展示了实海况试验的图片资料,分析了大量试验数据,结果表明,"鹰式一号"波浪能发电装置实现了将高频不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能的目标。     

鹰式波浪能发电装置水动力学性能分析及优化

根据牛顿第二定律,对鹰式波浪能装置多个浮体进行了力学分析,基于微波理论,通过每个浮体之间三种模态的运动耦合,建立了流体力、阻尼力、铰接力、静水回复力等内外力之间的力学方程组。通过以运动浮体为边界条件求解多个浮体的水动力学参数,代入方程组中计算求得最优外加阻尼和最优俘获宽度比,从而优化设计方案,得到此时各浮体在纵荡、垂荡和纵摇三种运动模态下的位移幅值,以及阻尼力、铰接力、液压缸运动速度等相关参数。研究成果为鹰式波浪能装置的设计及制造提供了理论参考和依据。     

基于AQWA的浮子式发电装置能量效率分析

以浮子式发电装置为研究对象,根据绕射/辐射理论,利用AQWQ软件建立计算模型,分析多自由度波能转换装置的水动力性能,并利用相应的理论公式计算出其所吸收的波浪能以及能量的初步转换效率.分析结果表明:垂荡运动是该浮子式发电装置吸收能量的主要来源.此外若在一定周期内考虑浮子的纵摇运动,浮子式发电装置将能获得更多的能量,使得浮...     

鹰式波浪能发电装置外形优化设计

鹰式波浪能发电装置的外形对提高俘获效率有重要影响.该装置由鹰式吸波浮体、半潜驳载体和液压式能量转换系统这3部分组成.论文对半潜驳载体设计了4种外形方案,通过力学分析,建立运动方程,并开展了不同海况下的数值计算,获得各个方案下装置的最优俘获宽度比和能量转换系统阻尼.研究结果表明,根据鹰式波浪能发电装置投放地点珠海万山海域...     

跷跷板式波浪能发电装置运动及载荷分析

为解决海洋波浪能的吸收利用问题,文章提出一种基于横摇运动的跷跷板式波浪能发电装置。建立简化数学模型,对影响装置运动响应的因素进行讨论。使用软件对装置进行水动力仿真分析,得出该装置在波浪作用下的运动响应情况及波浪载荷。计算分析不同线性阻尼系数下装置的波浪负载,根据结果计算平均功率,结果表明存在最优线性阻尼系数,合理的阻尼系数可以增大装置的发电能力。     

振荡浮筒式波浪能发电装置设计与实验研究

为解决海岛海水淡化以及用电问题,设计了一种以浮筒作为波浪捕获装置的小型模块化波浪能发电装置。该装置通过浮筒有效捕获波浪能,转换为浮筒的机械能,再转换为液压能,最后通过液压马达驱动而转换为电能。该发电装置设置了液压蓄能器,使波浪能转换为电能经历了三级转换。蓄存的能量经压力控制系统调节后,增强了连续工作能力,提高了整个系统的安全性和大浪下的发电能力,最终有效解决了波浪能输出不稳定、不连续的关键难题。     

振荡浮标式波浪能发电机设计参数的初步选定

参考某型振荡浮标式波浪能发电机的具体参数,结合装置的工作过程,建立海洋浮标工作过程的动力学方程;基于数值分析软件Matlab分析给定海况下浮标质量、电磁阻尼系数与装置工作安全性、能量转换效率的对应关系;探索了一组装置结构的最优化参数。研究结果对海洋可再生能源研究具有一定的参考价值。     

离岸式波浪能发电装置锚泊系统研究进展

基于国内外关于波浪能发电装置的锚泊系统研究现状,介绍了锚泊系统的组成,结构形式的分类以及相关的研究方法,并分析各自的优缺点,综合国内外关于波浪能发电装置的锚泊系统的实例,丰富了锚泊系统的设计基础知识,有利于掌握国内外关于波浪能发电装置的锚泊系统方面的最新研究动态,形成科学的系统的设计方案。     

波浪能供电航标转换效率的实验研究

采用可再生能源中的波浪能为航标供电,是解决航标供能的有效方式。本文以为航标供电的振荡水柱式波浪能发电装置为研究对象,开展不同工况及负载对振荡水柱式波浪能发电装置转换效率影响的研究,确定最高效率下波浪能装置的各类参数值。通过物理模型试验结果表明,获得的最佳效率点在T=2.5s时,H=104mm,转换效率最大为35%。振荡水柱式波浪能发电装置的能量转换效率受负载影响较小,受波浪要素中波高和周期的影响较大,特别是受波高周期比影响较大。本试验结果对优化振荡水柱式波浪能发电装置的方向提供指导意义,有助于进一步研究。     

波浪能发电装置水叶轮设计及试验

针对一种海洋波浪能轴流式叶轮波浪能发电装置,结合我国近海波浪特点,对该装置的叶轮进行结构设计、优化选型和实验验证。该海洋波浪能轴流式叶轮波浪能发电装置以水叶轮作为唯一的波浪能转化装置,能量转化效率是影响发电的重要因素。根据浮标的运动状态,结合我国近海水纹特征,得出不同设计参数下叶轮的轴向力、扭矩、相对出口压力、能量损失系数等关键数据。这些数据为制造样机提供力学及能量转化效率方面的指导作用。     

"点头鸭"式波能装置的波能转换性能和防波性能研究

为了研究\"点头鸭\"式波能装置的波能转换和防波性能,使用计算流体动力学(CFD)软件Star-CCM+建立规则波与波能装置相互作用的数值模型.通过与做单自由度旋转运动的\"点头鸭\"式波能装置试验结果对比,验证了模型的准确性.分析研究了不同攻角和波高条件下\"点头鸭\"式波能装置的转动角度、转换效率以及透射系数.结果表明,增大浮...     

兼具波浪能转换功能的双浮式防波堤性能研究

对具有波浪能转换功能的浮式防波堤性能进行评估。根据VOF技术和有限元空间离散法建立二维数值波浪水槽,在单个圆柱形浮子研究的基础上进一步模拟波浪与双圆柱形浮子之间的相互作用,记录浮子前后的波高,研究阻尼系数对波浪透射系数和波浪能提取效率的影响。结果表明,相比于单浮子系统,阻尼系数对双浮子系统的透射系数和能量提取效率影响更大,后者对阻尼系数的变化更为敏感;在相同波况下,双圆柱形浮子的能量提取效率与单圆柱形浮子的能量提取效率不是简单的2倍关系,二者的比值在研究的范围内始终大于2,这表明浮子之间的相互作用是正面的,有助于能量的提取。     

100kW鸭式波浪能发电装置的建造要点

鸭式技术是目前世界上效率最高的波浪能技术,以广州中船龙穴造船有限公司与中科院广州能源研究所联合设计建造的100 kW鸭式波浪能发电装置为研究对象,介绍该装置的主要建造要点,分析施工中的主要技术.     

自适应双稳态浮子式波浪能发电装置在不规则波中的能量捕获性能研究

传统双稳态波能装置已被证实在规则波中可以通过添加\"自适应\"特性,来解决由阱内振荡引起的低能量吸收问题.本文以自适应双稳态浮子式波浪能发电装置为研究对象,探讨装置在不规则波中的能量捕获性能情况.通过四阶龙格库塔法数值求解装置的运动控制方程,探究在不同装置参数下,自适应双稳态浮子式波浪能发电装置和传统双稳态浮子式波浪能发电装置以及线性浮子式波浪能发电装置的能量捕获性能表现.结果表明,选取适当的装置参数可以使自适应双稳态浮子式波浪能发电装置显著提升能量捕获性能,而且与线性和常规双稳装置相比,更适应于实际海况中波浪能量捕获.     

筏式波浪能发电装置水动力分析与能量俘获研究

文章简要描述了一种筏式波能发电装置的工作原理,在理论基础上利用SolidWorks进行建模,并将模型导入AQWA软件进行了水动力计算。对该装置的波能吸收浮体形状进行了研究,得出以F3为方案的设置样式,其波能吸收效率最好。并以此为基础深入研究了F3装置的水动力性能以及发电效率,结果表明该波浪能发电装置运行可靠。     

一种跷跷板式浮筒型波浪能发电装置

为了设计适用于浮式防波堤的波浪能发电装置,提出一种跷跷板式双浮筒型的装置方案,由水面双浮筒浮体和深潜水下的垂直阻尼板、连杆和PTO系统组成.利用水动力分析软件ANSYS-AQWA进行数值计算,在波浪侧向入射的工况下,分别研究自由漂浮和悬链锚固下的运动响应,研究3种海况下的轻重浮体在不同阻尼系数下的获能性能,以及型宽对获能性能的影响.结果 表明,型宽对于获能性能具有较大的影响,半波长为最佳的型宽尺寸,发电装置在长波条件下也具有较强的发电能力.     

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。     

浮力摆式波浪能装置水动力性能的试验研究

文章采用磁粉制动器模拟PTO阻尼研制了浮力摆式波浪能装置的物理模型,并采用有机玻璃制作摆板,采用高速CCD摄像机追踪浮力摆运动过程。通过水槽试验分析了浮力摆的固有周期、波能功率的非线性影响、PTO阻尼特性,并研究了浮力摆摆幅、转换功率和转换效率随波况、激磁电流的变化情况。研究表明:试验波面的非线性对于波能功率的影响不大;各试验工况中装置摩擦阻力矩的幅值基本相等,约为1.5 Nm;PTO阻力矩的模拟结果与恒定阻力矩存在较明显差别,波周期对装置的PTO阻尼特性和浮力摆摆幅有显著影响;根据试验结果,在周期5.0 s、波幅0.34 m的原型海况条件下,激磁电流为0.6 A时,装置的转换功率约为14 kW,转换效率约为60%。     

浮岛式波浪能压电发电装置的结构设计与应用

提出一种简单高效、制造方便的浮岛式波浪能压电发电装置,浮岛随波运动使压电陶瓷产生形变,获得的电能经整流后由并联的超级电容器存储并收集。该装置以多浮岛为运维载体,引入压电效应开发利用波浪能,具备能量输出稳定、能量密度更高、可构建发电网络等优势。试验结果表明,增加振动频率可有效提高压电发电设备的电流与效率。压电发电装置可取代或淘汰电池供电方式,适应复杂水文地质条件下的环境监测、气象预测、科考探察、军事监管等领域低功耗无线传感器设备自给式供电的应用需求。