摆式海洋波浪能量转换原理与应用

摆式海洋波浪能量转换装置具有转换效率高、成本较低等优点,将会越来越多地用于发电系统并接入电网。该文介绍摆式海洋波浪能发电装置的基本原理,综述国内外几种典型的摆式波浪发电装置及其运行情况,包括日本推摆式波浪发电装置、中国大管岛悬挂摆式波浪发电装置、芬兰WaveRoller海浪发电机和英国WRASPA波浪发电装置等的液压转换原理和特点。     

海蛇式波浪发电装置

风能是太阳能的一种形式,图1表明波浪能是风能在海洋表面转化而来的。海洋可以视为风能与波浪能的转换器,由于海水密度远高于空气密度,波浪能的能量密度远高于风能密度,换言之,海洋可视为能量聚集器,据此,波浪发电装置的几何尺寸可远小于风力发电装置。图2为全球波浪能的分布示意图。     

筏式液压波浪发电装置系统仿真实现

针对海洋波浪能资源利用,设计一种大型筏式液压波浪发电装置,介绍了该装置的总体结构及其液压发电系统组成,利用AMESim与Simulink分别建立其液压与发电控制系统仿真模型,通过AMEsim与Simulink联合仿真使得该类复杂的波浪能发电系统的计算机仿真实现及设计方案可行性验证成为可能,从而对关键设计参数进行优化,并根据我国近海波浪特征,使系统各参数达到最优匹配性,开发一种适合于我国近海应用的筏式波浪发电装置。     

球形摆式波能发电装置研究

基于波浪能转换原理提出一种新型的球形波浪能发电装置,介绍了该装置的结构、工作原理及特点。利用水动力学软件AQWA对该种新型的球形摆式波浪发电装置进行研究,分析了波浪高度、波浪周期及波浪波动方向等对球形浮体的摆动幅度影响。研究表明:波浪周期是影响响应快慢和波形图宽度的主要因素。波浪越高,波浪周期越短,波动方向与发电装置的支架任意中线所成角度越小,球形浮体的摆动响应越快,摆动幅度越大。以上研究结果为该装置的实际应用提供理论依据。     

面向新能源浮标的平面摆式波浪能收集装置研究

波浪能是世界上分布最广泛的可再生能源之一.海洋环境中波浪运动随机复杂且频率极低,这为海洋波浪能的高效收集利用提出挑战.设计了一种混沌平面摆式波浪能收集装置,其中混沌平面摆作为超低频随机波浪俘能机构,配合齿轮增速传递机构与电磁旋转机构实现波浪能收集装置的高功率输出.为更好响应浮标在海洋中的运动激励,对俘能机构进行动力学分析建模与优化.针对装置输出电压无规律且低频交流的特性,设计功率采样跟踪升压存储的电源管理电路.通过实验室测试与实际近海测试,装置能够对复杂波浪产生最大10 V的开路电压,最大输出功率约205 mW.海试中,4小时可将200 mAh锂电池电压由3.12 V充电至3.6 V,能够作为新能源海洋浮标低功耗传感器的可持续电源.     

波浪能发电装置功率特性现场测试分析方法研究

随着我国波浪能发电装置研发的迅速发展,多批波浪能发电装置均已开始投入实海况运行,提出系统可靠的波浪能发电装置功率特性评价方法日益迫切。参考国际电工委员会发布的波浪能发电装置功率特性测试规程,围绕波浪能发电装置运行特点以及测试海域实际海况测量情况,提出包括准备阶段、测试阶段、数据处理阶段以及功率特性分析阶段的完整的波浪发电装置标准化测试系统。应用提出的测试方法,对我国自主研发的"万山号"波浪能发电装置及布放海域进行波浪能发电装置功率特性测试,测试结果验证了方法的可行性,为波浪发电装置技术创新打下了基础,为波浪能发电装置功率特性的评估提供了技术支持。     

点吸收式振荡浮子海洋波浪发电船

提出了利用海洋波浪发电的点吸收式振荡浮子波浪发电船.首先,阐述了发电船的基本结构和发电原理;然后,结合线性波浪理论与海洋波浪能转换知识,建立了发电船在海洋波浪作用下运动及受力的数学模型;最后,给出了起伏运动时受力、速度、发电功率的表达式.以某渔政船作为波浪发电船的参数样本,得到了在波高0.8m、周期6s情况下,发电功率随时间的变化规律.结果表明:在一定范围内,波浪波高越大或波浪周期越小,发电船发电功率越大.     

世界海洋波浪能发电技术研究进展

随着世界能源日趋紧张,波浪发电作为一种新能源的来源,受到世界各国的重视.波能转换技术日趋成熟,日、英、挪威等国建造了若干座不同类型的波浪发电站.介绍了世界主要国家的波力发电技术进展及主要波能装置并分析了波浪能研究与利用的发展方向和可能遇到的问题.     

波浪发电液压系统

波浪发电是通过机械的、液压的机构将可再生能源—波浪能转换成电能储存于蓄电池中的过程,波浪发电液压系统是波浪发电设备最重要的组成部分。该文详述了从波浪能到液压能,再从液压能到电能的能量转换过程,系统参数的确定,以及怎样利用自身转换得到的液压能控制调潮缸的运动、且不受海上潮湿、盐雾环境影响的全闭式系统的工作过程。     

基于波浪能的海洋浮标发电系统

波浪能是一种新型的清洁能源,近几年提出多种对波浪能进行开发的方案,但大多都是在波浪和发电机之间加入转化装置,这样效率低,成本高。为简化波能转化装置,提高波浪能的利用率,降低波能转化装置的成本,设计一套基于波浪能的海洋浮标发电系统,可以直接将波浪能转化为电能。详细叙述海洋浮标发电系统方案设计;并对海洋浮标进行运动建模和参数推导分析;基于Matlab对发电机在不同海况下进行仿真,得到空载电压波形,根据波形理论分析出影响发电机性能的主要因素为波高和频率。理论分析及仿真结果可以指导导磁结构的圆筒型直线发电机的理论研究,并为基于波浪能的海洋浮标发电系统的工程应用提供依据。     

ISWEC: A gyroscopic mechanism for wave power exploitation

In the past four decades, hundreds of Wave Energy Converters (WECs) have been proposed and studied, but so far a final architecture to harvest wave power has not been identified. Many engineering problems are still to be solved, like survivability, durability and effective power capture in a variable wave climate. ISWEC (Inertial Sea Wave Energy Converter) is a system using the gyroscopic reactions provided from a spinning flywheel to extract power. The flywheel works inside a sealed floating body in order to be protected from the outer environment and grant a reliable and durable operation. The article summarizes the design procedure of a 1:45 scaled ISWEC device with rated power 2.2 W and the tank tests performed with a simplified plain float to verify the actual prototype power capabilities. The article then focuses on the implementation of a non-linear coupled model (mechanics + hydrodynamics) to improve the float shape in order to maximize the power absorption. The final result is a float shape capable to absorb a power almost three times bigger (5.96 W) than the initial float shape.     

基于PSф8的无线传输的太阳能衡器系统

本文介绍了集成高精度时间数字转换器(TDC)的PSф8单芯片衡器解决方案.阐述了PICOSTRAIN测量原理,给出了利用PSф8设计的符合OIML Ⅲ精度等级的衡器系统;本系统采用电阻应变式称重传感器,利用太阳能供电,通过2.4GHz频段进行数据无线传输.     

冲击机械能量传递研究

冲击机械是一种广泛运用于工程领域的产品,具有结构紧凑,能量密度大的特点,冲击机械在工作过程中能量传递的效率至关重要。文章运用冲击动力学理论,介绍了冲击系统能量传递效率的定义,主要的冲击元件模型特性,以及在矩形波和指数衰减形波作用下能量传递效率的计算方法及计算公式,并给出了一个算例。结果表明：冲击系统的能量传递效率叩只与匹配参数β有关,而β是由岩石的性质、冲击速度和冲击钻具波阻决定的;矩形波的能量传递效率比指数衰减形更高：     

一种基于波浪能的海浪发电装置——矩阵式相对运动海浪发电单元机构

海浪能是一种重要的可再生资源,全国范围内蕴含量巨大。矩阵式相对运动海浪发电单元由船形浮体、锚泊系统、拉绳-万向托辊-棘轮-反转驱动器-拉盘系统、控制系统、传动系统、增速系统、发电系统等构成,此机构能够将海浪能广适、高效地转换成电能,并取得了良好的模拟实验效果。     

Obtaining fine emulsions of a controlled level of dispersion by wave methods

New results of experimental studies performed at the Scientific Center of Nonlinear Wave Mechanics and Technology of the Russian Academy of Sciences (NTs NVMT RAN) on the investigation of wave processes in dispersed media, aimed at the application of wave effects for processing and obtaining microheterogeneous emulsions, are presented. The possibility of controlling the drop sizes of the dispersed phase due to variations in the wave processing mode is shown using the example of cosmetic creams. The energy efficiency of the wave method for processing and obtaining the microheterogeneous emulsions is presented.     

企业电能量管理系统的研制

为了提高企业的用电管理水平,开发一种新型的企业电能量管理系统。系统基于无线传感网络和数字化电能测量技术,可通过在线监测企业重要能耗节点的用电状况,对企业现有用电方式和结构合理性、用电负荷、功率因数、谐波分量的动态变化趋势,以及无功功率和谐波功率的大小和产生原因等情况作出准确判断。     

波浪能转化液压系统动态特性及能量转化的研究

波浪能液压转化系统采用圆柱浮体垂荡运动激励液压缸，液压缸活塞往复振荡将波浪能转化成液压能，经过调节阀组和蓄能器储存输入液压马达，马达驱动发电机转化成电能。建立不规则波浪作用圆柱浮体并激励液压缸活塞的时域动力模型，建立液压系统蓄能器和马达能量传输及转化模型，研究了液压缸和蓄能器能量转化过程中压力和流量、马达转速和输出功率的动态特性。分析了随机波在液压系统中的能量传输规律和转化效率。     

功率超声变幅杆振动能量传输性能的研究

能量传递是功率超声设备中一个非常关键和复杂的问题。这里就功率超声变幅杆在有负载情况下的速度波、力波和功率传递的特性从理论上进行了研究并得到了一些相关的结论,对提高超声设备能量传递效率和进一步研究整个超声振动系统的能量传递性能有重要意义     

漂浮式波浪能装置能量转换系统研究

能量俘获系统与能量转换系统构成整个波浪能装置,其中能量转换系统是波浪能利用的关键环节。设计一套适用于漂浮式波浪能装置上的液压式能量转换系统,包括液压缸、液压马达、蓄能稳压系统、液压控制系统及发电机。液压控制系统中采用特制的“液压自治控制系统”,用于根据发电许可最大压力与最小压力控制液压系统能量释放与储蓄动作,并将最大压力提高到23 MPa,最小压力提高到9 MPa。大量试验数据表明,压力提高后的液压转换系统较之以前的液压系统在效率和可靠性方面有明显的改进,对波浪能海况试验样机研发意义重大。