一种阀式磁流体波浪能直接发电系统的研究

介绍液态金属磁流体(LMMHD)波浪能发电的基本原理以及该发电方式与其他传统波浪能发电装置的主要区别。根据液态金属磁流体波浪能直接发电的原理提出适用于该发电系统的波浪能俘获装置应具有的主要特征。综合分析国内外现有的波浪能发电系统及其俘浪装置的结构、原理,通过分析对比,提出一种适用于液态金属磁流体发电系统的新型阀式结构,并进行初步设计。     

波浪能装置抗台风恒张力系泊系统的数值模拟

为了在恶劣海况下保持系泊系统的恒定张力,本文提出一种适用浮式波浪能装置的恒张力系泊系统。通过浮体运动距离释放动能,建立有效的系泊收放方案,保证瞬时最大系泊力永不超过系泊线破断力。采用中国南海风浪流环境条件,部署水深28 m,基于时域势流理论研究了260 kW鹰式波浪能装置与恒张力系泊系统的耦合动力响应,分析了锚链尺寸、布局以及安装成本的影响。通过与传统的悬链线系泊系统的比较,发现恒张力系泊系统可有效地减小锚链长度、材料用量和系泊线最大张力。恒张力系泊系统由于保持基本恒定的张力,避免系泊线拉直和结构受力过大而被破坏的可能,因此可有效提高装置在台风中的生存能力。     

网箱养殖支撑平台对波能浮子捕能的影响

将波浪能装置集成到深远海网箱养殖支撑平台是解决平台供电问题的新思路.为明确平台对波浪能浮子捕能的影响,基于线性势流理论与边界元方法,建立支撑平台与浮子频域耦合运动方程,采用线性能量转换系统阻尼计算浮子捕能功率,计算对比有无平台对4种不同形状浮子频域捕能功率的影响;考虑平台对波浪入射方向的影响,利用AQWA软件进行频域与...     

海洋能发电技术的发展现状与前景

海洋能是取之不尽、用之不竭的清洁能源。海洋能多种多样,主要包括波浪能、潮流能、潮汐能和温差能等。利用海洋能发电能够改善能源结构和环境,有利于海洋资源开发,受到许多国家的重视。文中对各种海洋能发电系统的主要技术原理、特点和技术现状作了综述和评价,最后指出海洋能利用的意义和前景。     

新型浮式风能-波浪能集成结构系统耦合动力分析

针对中国丰富深水风能和波浪能资源开发的未来需求,提出一种张力腿式风力机与垂荡式波浪能装置相集成的新型浮式结构系统。首先,选取NREL 5 MW风力机模型,基于叶素动量理论(blade element momentum,BEM)方法研究该集成系统风力机叶片的气动性能,基于势流理论方法模拟分析垂荡式波浪能装置与张力腿平台结构的水动力载荷,并考虑波浪能装置等效PTO(power take-off)系统的多体动力耦合效应,建立新型张力腿式风力机-垂荡式波浪能装置集成结构系统的空气动力与水动力耦合时域分析模型;其次,对比总结不同波浪能装置(PTO)设计参数对集成平台波浪能输出功率的影响规律;最后,重点研究典型最大运行发电海况下该新型浮式集成结构系统的结构动力响应特征及风能-波浪能输出功率特征,并验证其在极端海况下的安全性能。     

适用于锚泊浮台的波浪能供电装置液压系统设计

以波浪能发电为代表的海洋可再生能源发电技术具有广阔的应用前景,"就地取能,海能海用"是波浪能发电技术的一大特色。将波浪能发电装置集成于在我国南海布放应用的锚泊信息浮台,并且重点开展适用于锚泊浮台波浪能供电装置的液压系统研制,设计液压能量转换系统,制定系统运行控制策略,同时,提出工作模式控制系统的实现方案。液压系统能够自动实现发电模式、生存模式、故障模式之间的切换,系统保护等工作的监控及反馈信息上传。提出了适用于锚泊浮台的波浪能供电方案,具有重要的理论意义和应用价值。     

压水板式后弯管波浪能发电装置的试验研究

提出了一种带有压水板的新颖后弯管波浪能发电装置,旨在提高后弯管波浪能发电装置的俘获宽度比,拓宽装置响应频宽。建立了压水板式装置物理模型,并在波浪水槽中开展物理模型试验,通过气压测量结合流量–气压关系式计算得到装置俘获转换的气动能量。研究了喷嘴比、锚泊点位置、吃水深度对装置性能的影响,并对比了一系列波浪要素条件下压水板式装置与常规型式装置的性能。发现在测试波周期范围内压水板式装置的最大俘获宽度比常规型式的大13.8%,俘获宽度比>70.0%的频响宽度比常规型式的宽21.9%,压水板实现了增效宽频作用。     

惯性式波浪能供电浮标的液压能量转换系统设计研究

浮标是海洋探测的重要工具,就地取能利用波浪能为浮标供电可以满足其对高电能供给的需求。针对惯性式波浪能供电浮标,研究其液压能量转换系统的设计方法。利用CUMMINS时域方程建立描述由浮标和内部惯性体组成的双体系统的非线性间断动力学模型,得到影响波浪能量捕获过程的主要因素如下：蓄能器的压强体积比Ka和综合液压马达排量、发电机负载电阻与特征系数的影响系数Kr。在液压蓄能器容积为无限大的假设前提下,得到悬挂弹簧的最优弹性系数。对液压系统参数的研究表明,Ka不影响捕获的波浪能功率以及蓄能器平均压强但影响蓄能器压强的波动幅度;捕获的波浪能功率为Kr的单峰函数,而峰值处对应着Kr的最优值;使蓄能器压强标准差系数达到规定阈值的最大Ka值即为Ka的最优值。     

基于全域与局域模式下波浪驱动推进机构动力学分析

波浪驱动航行器在海洋观测等领域发挥着重要的作用,波浪能驱动的水下推进机构是它们前进的核心部件,研究其在流场中的流体与刚体相互耦合作用,对于提高波浪驱动航行器的推进性能具有重要意义。基于刚体动力学方程与计算流体力学软件之间的交互耦合,分别建立了基于全域与局域模式下的波浪推进装置的流体-刚体耦合动力学模型,对两种模式下的计算结果进行了对比与分析。首先在全域模式下进行耦合动力学分析,在水下推进机构翼片行进和垂荡的整个区域建立流体网格,将其得到的水动力代入刚体运动方程得到其运动参数,然后将运动参数代入水动力模型中进行反复迭代。考虑到全域模式下所需流体区域范围大、计算量大的不足,因此在局域模式下,根据相对运动原理将翼片水平前进速度实时转化为作用于翼片上的反向来流,建立了基于局域模式的翼片流体-刚体耦合模型,实现在相对固定的区域进行有限元分析。避免了大范围区域建立有限元网格,计算效率大大提高。两种模式下的计算结果吻合,为波浪能直接驱动的推进机构的推进性能的分析和研究提供了有效的方法。     

浅谈波浪能发电过程中存在的问题

波浪能发电技术自20世纪问世以来便广受关注,其中关于波浪能发电装置的设计方案层出不穷,但是实际投入应用并能实现高效率发电的装置并不多见。针对当前波浪能转化成电能的过程中几个关键的步骤,结合波浪运动的原理,概述了常见的典型的波浪能发电装置在发电过程中存在的问题,总结了目前的波浪能发电装置不能大规模投入实际应用的原因。根据波浪运动的力学原理计算了波浪运动过程中携带的原始能量,原始能量需经过导能装置进行初次转化,再由导能装置传给发电机进行第二次转化并最终以电能的形式被收集。最后,根据上述过程中存在的问题给出了相应的建议。