一种漂浮式波浪发电装置的电能后处理

提出一种基于永磁振子的漂浮式波浪发电装置,并着重论述该电能的后处理问题。根据波浪发电装置各发电单元输出电压的高低,设计了充电控制策略,并通过4001、4011、4049和4070等芯片构成逻辑控制电路加以实现,解决了波浪发电装置所发出变幅变频的不稳定电能的后处理问题。     

各国开发海洋能源发电现状

海洋能源发电包括波浪能发电、潮汐发电、结合防波堤综合发电、海水温差发电、海风与波浪联合发电等。1英国在苏格兰西海岸兴建了一座20 MW固定式波力电站,并成立了Wave Gen公司。在潮汐能开发利用方面,早在2001年9月在北部岛屿附近的海中安装一种新型潮汐发电装置———潮水冲击叶片发电,在流速为2~3 m/s的海水中工作,每台发电机容量150 kW。英国计划在塞文河口建造一座8.64 MW的潮汐电站。世界首座海洋能量试验场“欧洲海洋能量中心”,在英国奥克尼群岛于2004年8月10日正式启动,它共设4个试验床,可将风能、波浪能和潮汐能转换成电能,通…     

基于波浪能的蓄能稳压独立发电系统仿真

在波力电站中采用蓄能稳压方式把不稳定波浪能输入转换为稳定的能量输出是一种新的设想,实现这一设想的系统主要由能量输入系统、液压系统、发电系统和自动控制系统等组成。文中首先对系统进行数学建模及计算机仿真,然后在实物模型基础上,采用变频器驱动电动机方式模拟海洋波浪能的不稳定输入,系统控制方式采用增量式PID算法。计算机和物理模型仿真的结果表明,该系统实现了把不稳定的能量输入转换为稳定的电能输出,其系统的设计思想可直接应用于真实系统的设计。     

波浪能发电装置叶轮轮毂半径FLUENT分析

采用FLUENT软件对波浪能发电装置中轴流式水轮机叶轮进行模拟计算,得出水叶轮在不同轮毂半径条件下受力、转矩等数据,并与试验结果进行比对,分析了轮毂半径对叶轮发电效率的具体影响,遴选出最合适的轮毂半径。研究结果表明本方法可提高叶轮优化效率,并证明了所提方案有效性,可为叶轮的优化设计提供参考。     

考虑运行维护需求的海上风能与波浪能联合发电非同期规划

随着海上风电的规模化发展,海洋多能综合利用被广泛关注.在双碳战略背景下,探索在海上风电场内增设波浪能装置的可行性意义重大.提出一种考虑运行维护需求的海上风能与波浪能联合发电的非同期规划模型与优化方法.考虑海上风电场停机检修的用电需求,在现有海上风电场内增设波浪能发电装置;分析海上风机位置、运行维护及船只靠泊防撞等工程需求,优化波浪能装置布局.评估海上风能与波浪能的联合布置方案,最终得到综合考虑经济性、可靠性的优化方法.算例研究结果表明,采用联合发电的规划模型与优化方法可在保证联合发电可靠性的同时,有效提升联合发电经济效益及风机运行维护的便利性.     

复杂圆柱型波能装置能量转换特性研究

针对波能装置转换效率优化问题,基于线性规则波理论和粘性阻尼建立了复杂圆柱形振荡浮子的一维运动方程,从而得到了振荡浮子的固有频率和阻尼因素表达式,并推导了最佳阻尼和最佳弹簧下波能装置的最优转换效率表达式.研究中采用分离变量法得到了整个无限区域的势函数表达式及振荡浮子附加质量、阻尼系数和波浪激励力表达式.数值计算发现,在某些工况和波浪频率下,振荡浮子的阻尼系数为负值,理论上说明波能装置有发生尖锐共振的条件,此时波能装置将吸收无穷多的波浪能量.     

波浪能在海洋监测中的有效应用研究

针对常规海洋环境长期监测中存在的能源供给问题,本文利用波浪能源作为驱动力,对波浪能驱动监测系统进行研究。给出了波浪驱动系统及应用原理,并对系统中的测量平台、棘爪、控制舱进行设计,同时选择RBR公司的XR-620型CTD传感器作为测量工具,对该系统进行海洋要素现场剖面测量实验,实验结果表明,在波浪能的作用下,系统用1台CTD传感器实现了定长时间序列内定深水域的全剖面测量,温盐数据在传感器精度范围内的变化不大,在实际海洋环境要素的合理数值范围内;滑行器下潜深度恒定可控,受到海况影响,下潜速度不稳定,波高较小时,速度较慢,波高较大时,速度较快;由于浮力恒定,其上升速度在各运动周期基本一致,且大于下潜速度;实验数据整体的周期重复性较好,满足预期实验。该研究在海洋监测领域具有广阔的应用前景。     

基于计算流体动力学的波力直驱式水轮机性能研究

对一种新式、由波浪直接驱动的水轮机性能进行了研究,该波力直驱水轮机导叶为固定式,转轮与冲击式透平相类似.该波能转换装置既可以是近岸固定型的,也可以是海上漂浮型的.在雷诺时均N-S方程基础上,采用有限体积法和标准k-ε紊流模型,对该水轮机内部流动进行了三维数值模拟,并利用数值计算结果对其水头、转速特性进行了研究,还考察了径间比、轮毂比对该水轮机工作性能的影响.研究表明,该波力直驱水轮机具有宽的高效率区,对水头(波高)变化的适应性强,启动性能好等优点.通过以上研究还获得了该水轮机较优的设计参数.     

夏威夷建第一个波浪能项目

澳大利亚从事高新技术的0ceanlinx公司2008年2月上旬宣布，将在夏威夷建设第一个波浪能项目。计划向Maui电力公司提供电力。该项目将在Maui海岸东北部的Pauwela Point北侧1／2～3／4英里处设置2～3个漂浮平台，将提供电能2．7MW。该项目包括3个波浪能平台，将于2009年底投用。0ceanlinx公司投资约为2000万美元。     

新型海洋摆动发电系统设计

海浪能摆动发电是实现海洋浮体续能的有效方式,利用海浪运动规律和周期摆动特点,提出一种新型海洋波浪能悬锤摆动发电系统,基于海浪波动规律以及运动和能量传递特性,建立了发电系统的数学模型,设计优化方案;采用Rouge-Kut-ta方法对数学模型进行时域仿真,并开展原理样机试验进行对比分析验证.研究结果表明:试验结果与仿真结果一致性好;系统输出的电压和功率具有周期性,且频率等于海浪频率.研究成果可作为海洋波浪能有效利用和摆动发电系统优化设计的理论依据.