深海微流发电系统设计及试验

深海微流发电系统采用辅助启动及非接触传动等技术,将深海超低流速海流动能转化为电能最终为深海仪器设备提供电能补充。发电机系统原理样机经实验室及拖曳水池试验测试,结果显示系统能在0.1 m/s流速下可靠地发出电能,其原理的正确性及可行性得到全面验证,为工程样机的研制及应用奠定基础。     

海流能利用技术研究进展与展望

首先介绍了海流能的定义、成因和我国海流能资源的分布情况,在此基础上,指出海流能的主要利用方式是发电,然后介绍了国内外利用海流能发电的发展进程.从海流能发电站、发电装置和所涉及的一些关键问题等方面阐述了海流能发电技术的研究现状,最后对海流能开发技术的发展趋势和前沿技术进行了展望,指出未来的海流能发电将向大型化发展.     

水平轴螺旋桨式海流能发电装置模型分析及试验研究

以5kW级水平轴螺旋桨式海流能发电装置为原型,通过计算流体力学理论及流固耦合仿真技术研究了叶片的动力学特征,并利用叶元理论及分段求解的方法计算叶轮的驱动力矩;其次建立发电机模型并就该离网型发电系统中电流控制对机组最大功率捕获的影响进行分析研究;最后利用Matlab/Simulink搭建水平轴螺旋桨式海流能发电系统整机模型并进行仿真,仿真结果与试验结果相对比论证了模型的合理性,并进一步表明通过电流控制可以提高低流速时的能量捕获效率.     

海流发电发展方向及技术路线思考

海流能作为海洋能的重要组成部分,越来越多的受到世界各国新能源开发的关注,海流发电两大主要发展方向是作为常规能源补充的近水面的大规模开发利用和深海的特种设备能源补充。介绍了二者的国内外研究现状以及各自的技术问题。构想了深海锚泊系统能源补充的小型海流能发电装置,并给出未来中国发展海流能发电技术的建议。     

水平轴潮流能无源自适应双向流叶片设计与研究

研究自适应双向流无源自变距的新型叶片,通过理论和实验对前掠叶片、后掠叶片和平直叶片的变桨原理,自适应流向和流速变化原理进行分析和验证,对水动力变距补偿翼的作用进行分析。该文所设计的自变距叶片在合理调配后掠角变化和主轴位置后可实现小范围内叶尖速比的调整。通过理论分析和模型试验研究验证设计的正确性和实用性。在此基础上应用于15 kW海洋潮流能样机,并在青岛斋堂岛海域完成海试。样机海试表明,自适应双向流叶片透平可有效完成自动换向适应双向流功能。     

适合与风力发电结合的波浪能及海流能共同发电型式探讨

  [目的]  为了研究波浪能发电、海流能发电与海上风力发电结合的可能性和可行性,  [方法]  通过分析波浪能及海流能发电的设备型式和技术水平,提出三者共同发电的结合方式;通过分析福建省海上风能、波浪能和海洋能的自然条件,结合海上风电项目所处的独特地理位置,  [结果]  梳理出适合与波浪能、海流能发电结合的海上风电项目,并提出下一阶段工作需要关注的问题。  [结论]  提出综合开发海洋能源、提高用海效率的一种新思路,成为今后综合开发海上能源的新的研究方向。     

基于TLP系泊振荡浮子波能发电装置锚固性能研究

介绍锚固基础由潜浮体和张力筋腱组成的振荡浮子波能发电装置及10 k W海试样机。采用AQWA软件分析液压阻尼对装置的影响;运用TOPSIS评估方法探寻潜浮体的最优布置位置。研究表明:综合考虑装置位移响应、锚链张力和质量因素,潜浮体位置存在最优解。     

基于AMESim的海流能发电装置液压传动系统的建模与仿真

通过对海流能发电装置液压传动系统的研究,建立了系统主要模块的数学模型,并基于AMESim软件平台构建了海流能发电装置液压传动系统的仿真模型,在Matlab/Simulink中设计了控制器模型,进行了联合仿真。联合仿真结果表明:采用容积调速控制可以实现海流能发电装置的变速恒频控制,从而实现能量的最大捕获和输出功率稳定。     

海流能开发利用技术发展及关键技术思考

主要介绍了海流能的可利用价值,并在此基础上阐述了国内外海流能发电装置的研究进展。从叶片、功率控制方式、自对流方式、传动方式以及安装维修等方面简述了世界各国对海流能发电装置关键技术的改进措施,并提出了目前开发利用海流能仍需解决的一些关键技术问题。     

圆柱体涡激振动海流能捕获效率影响参数分析

圆柱体涡激振动发电装置是一种在浅海低流速条件下,利用涡激振动效应高效捕获海流能的设备,为了在不同海况下均能高效地捕获能量,有必要对获能原理和影响获能效率的参数进行分析。结合质量弹簧阻尼振子模型,在时间上对功率积分,建立柱体涡激振动获能效率公式,得到影响效率的参数;通过数值模拟,结合效率公式,对约化速度、阻尼比和质量比进行讨论,发现在约化速度Ur=12.5、阻尼比系数ξsystem=0.081、质量比m*=1.48的条件下,获能效率最大。     

水平轴海流能发电机组水动力载荷模拟方法的比较研究

以所研发的25 k W水平轴海流能发电机组为对象,分别通过基于叶素动量(BEM)理论的GH-Bladed软件分析方法和基于有限元建模(FEM)理论的计算流体力学(CFD)数值模拟分析方法,对水平海流发电机组的水动力学性能进行理论分析及软件建模,并对两种分析方法的结果进行对比讨论。分析结果表明,海流流速在机组额定流速附近时,两种方法得到的机组能量捕获效率和推力系数均较接近。当海流流速较高于机组额定流速时,两种方法得到的结果出现明显差异,差异的原因在于CFD方法考虑了海流沿叶轮半径方向的径向流动,而BEM方法未考虑此因素。两种方法的比较研究为水平轴海流能发电机组水动力载荷的后续试验研究提供了理论依据。     

水下系留平台的海流发电叶片翼型流噪声特性研究

针对水下系留平台的海流发电叶片流噪声较为严重的现象,基于大涡模拟瞬态求解结果,采用FW-H方程对水下系留平台的海流发电叶片翼型噪声特性开展研究。研究表明:所采用的数值计算方法与经典试验测量得到的噪声频谱非常接近,说明该计算方法的适用性;3种翼型的近场噪声辐射特性存在较大差异,远场噪声均呈典型声偶极子辐射声场;随着海流速度的增大,近场噪声的指向从翼型尾缘移向前缘,近场和远场噪声声压级值均逐渐增大;倍频带声压级频谱图反映出其噪声能量值集中在低频段,且均随流速的增大而增大;随着攻角的增大,翼型流噪声声压级值逐渐增大,近场和远场辐射噪声越来越严重,这与流场压强改变密切相关。     

海流发电机的发展和应用

介绍了海流发电机的工作原理、支撑方式和主要性能参数。结合国内外最新的研究进展和应用,阐述了海流发电机产品研发的若干关键技术问题。主要目的之一是引起读者对海流能及海流发电机装置的认识;之二是以期引起有关方面对海流能装备关键技术研究的重视。提出了采用船舶工程和海洋工程领域中相关的共性技术手段解决海流发电的关键问题,并展望了海流发电机的应用前景。     

海流发电种种

对海洋能的研究和利用,人类从很早以前就开始了。用海流发电的研究,则是近十几年才开始。海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转,然后再带动发电机发电。目前,海流发电站通常浮在海面上,用钢索和锚加以固定。有一种浮在海面上的海流发电站看上去像花环,被称之为“花环式海流发电站”。这种发电站是由一串螺旋桨组成的,它的两端固定在浮筒上,浮筒里装有发电机。整个电站迎着海流的方向漂浮在海面上,就像献给客人的花环一样。这种发电站之所以用一串螺旋桨组成,主要是因为海流的速度小,单位体积内所具有的能量小的缘故。它的发电能力通常较…     

集成多种能源的混合式海洋温差能发电系统研究

目前海洋温差能发电方式存在效率低、工程建设难度大等问题,针对这些问题提出一种海洋能综合发电系统。方案以海洋温差能发电为基础,将太阳能、风能和海流能等多种新能源发电方式融入到系统中,并对该方案的基本原理和工作过程进行分析,举例对系统能耗和产物进行了计算,从结果可看出该系统具有明显优势,可提高系统整体能源利用率。     

直线发电机在流致振动潮流能发电装置中的应用研究

研制直线发电机,并与流致振动潮流能转换装置相结合,探索直线发电机在流致振动潮流能发电领域的应用可行性。通过理论分析推导出流致振动潮流能发电装置的有效发电功率,建立能量转换系统数学模型,在振子直径D为0.12 m、系统刚度k为600 N/m、流速v为0.50～0.75 m/s工况下计算该装置的振子振幅、频率及发电功率,并在相同工况下进行流致振动潮流能发电装置的水槽试验,试验结果与数值仿真结果的变化趋势基本吻合。     

海流能发电系统的最大功率跟踪控制研究

在海流能发电系统最大功率跟踪控制理论的基础上,设计了基于Buck-Boost型直流变换器的功率调节装置和采用功率、电流双闭环的控制系统。在Matlab/Simulink环境下进行了整机的建模和仿真研究,验证了模型和控制系统的正确性及有效性。搭建了试验平台,对海流能发电系统进行了试验研究,通过空载试验修正了最大功率曲线,通过最大功率跟踪试验获得了系统的静态功率跟踪结果,试验结果证明所设计的功率调节装置和控制系统能很好地跟踪最大功率点运行,实现系统最大功率输出。     

低流速潮流能捕获系统叶轮的研究

提出一种低流速下总体发电量高的潮流能捕获系统,以实现深水网箱的能量自给。建立一个潮流半月周期内叶轮的总体发电量数学模型,对S型和H型2种不同叶轮的性能进行分析比较,得出S型叶轮在潮流流速较低时能自启动且总发电量较高;并对该叶轮结构参数进行优化,提高其在低流速时的功率系数。试验结果表明,该种潮流能发电装置能充分利用低流速潮流能为深水网箱供给能量,具有良好的使用效益。     

海洋能知识讲座(2) 海洋能的特点

一能量密度低.但总蕴藏量大,可再生 各种海洋能的能量密度一般较低.如潮汐能的潮差世界最大值为13～16m,平均潮差较大值为8～10m,我国最大潮差(杭州湾澉浦)为8.9m,平均潮差较大值为4～5m;潮流能的流速世界较大值为5m/s,我国最大值(舟山海区)达4m/s以上;海流能的流速世界较大值为2.0m/s,我国最大值(东海东部的黑潮流域)为1.5m/s;波浪能的波高世界单站最大年平均较大值为2m左右,大洋最大波高可达34m以上(单点瞬时),我国沿岸(东海沿岸)单站最大年平均波高最大值为1.6m,外海最大波高可达15m以上(单点瞬时、温差能的表、深层海水温差世界较大值为24℃,我国最大值(南海深水海区)也可达此值;盐差能是海洋能中能量密度最大的一种,其渗透压一般为24个大气压(2.43MPa),相当240m水头,我国最大值也可接近此值.     

国内可再生能源文献信息

GN050601 可再生能源应用的重要领域．马重芳,底 冰,吴玉庭．中国能源,2005,27(9):11-13． 建筑用能具有品位低,温度范围窄,与自然能源的温 度接近三大特点,这三大特点决定了可再生能源是建筑用 能的首选。通过热泵的提升,可以将土壤能、地表水能、海 洋能应用到建筑中,这一技术已在国外得到大规模利用。 太阳能热发电是另一种最有希望与传统发电竞争的可再 生能源发电方式。