系泊系统对波能发电装置动力响应的影响

[目的]为了设计造价合理、性能高效的系泊系统,研究不同系泊系统对波能发电装置(WEC)的能量摄取(PTO)能力和定位性能的影响。[方法]选择一典型的两刚体点吸式WEC装置为研究对象,采用WECSim和MoorDyn开源代码设计两类系泊系统,一类采用锚链,另一类采用锚链和聚酯缆绳所组成的混合缆。通过对这两类系泊系统进行时域分析计算,获得WEC位移响应以及PTO装置响应和系缆张力响应。[结果]结果表明:系泊系统对浮子位移响应的影响很小,但对Spar式底板的影响明显;对于针对线性阻尼型WEC,系泊系统对PTO响应的影响可以忽略不计;在工作海况下,混合缆系泊系统的张力比锚链系泊系统中同一位置处的更低。[结论]该研究可为波能发电装置的系泊设计提供参考。

单自由度浮式圆柱形波能发电装置的水动力计算

单自由度浮式圆柱形波能发电装置以其体积小、安装方便、维修容易成为现行的研究热点。为探讨浮筒的运动响应与入射波频率的关系,在对波能采集浮筒理论分析的基础上,借助Matlab工具,使用理论分析和数值模拟相结合的方法对入射波下波能采集浮筒的运动响应特性进行综合分析,得到了圆柱形浮筒位移响应幅值、速度响应算子、加速度响应算子与入射波圆频率的关系,为将来工程应用提供理论参考。

基于BP神经网络的分层越浪式波能发电装置越浪量估算研究

在开发利用海洋能的过程中,进行波浪发电装置发电量的预测有助于科学可靠的进行海试决策,在避免资源浪费的同时,进一步提高装置的工作性能。本文针对分层斜坡越浪式波能发电装置建立了一种实时越浪量的估算模型,该模型以实时潮位及波浪数据为条件,基于BP神经网络的方法,利用装置物理模型试验数据进行的网络训练,最终完成装置实时越浪量的数据仿真。该估算模型与分层越浪式波能发电装置的蓄水池工作控制策略相结合,可为最终预测装置样机的发电量提供有力依据。

新型波能发电装置的模型设计及试验研究

为了开发和利用海洋中蕴含的波浪能,设计了一种以漂浮浮体作为波能采集装置的新型波能发电系统。此新型漂浮式波能发电装置与其他波能发电装置相比,具有结构简单、适用性强、维护方便、不受水深限制等优点。采用理论分析与模型试验相结合的方法,研究浮体初始吃水深度和入射波波高变化对波能采集浮筒运动的影响。实验结果表明:波能装换效率达到12.17%,验证了模型试验设计的可行性,并对漂浮式波能发电装置的实物设计具有指导意义。

波能发电装置在渔业工程上的应用设计研究

本文针对当前渔业工程中面临的用电问题提出了波能发电装置和渔业工程的结合,并完成了四种波能发电装置在渔业工程上的应用设计理念,在技术上进行了可行性分析,在应用上总结了设计优点,最终提出了波能发电装置在海洋牧场中的综合利用计划,具有前瞻性。将波能发电技术应用于渔业工程不仅可以助力中国海水养殖业的迅速发展,也可将波能发电技术商业化,实现大规模应用和推广。

碟形越浪式波能发电装置的三维数值模拟

基于计算流体力学软件的三维数值模拟技术,分析了碟形越浪式波能发电装置的越浪性能,通过构建基于水气两相VOF(Volume of Fluid)模型的三维数值波浪水槽对该装置进行三维数值模拟研究,数值计算结果与物理试验结果相互对比验证较为吻合,验证了所构建的三维数值波浪水槽的可靠性,通过考察装置的坡度、导流叶片个数、干舷高度对越浪性能的影响确定装置的最优结构参数。结果表明,在装置的斜坡面边缘增加回流板可减少波浪的反射,提高装置的越浪性能。在数值模拟中将装置的斜坡面边缘处安装回流板对碟形越浪式波能发电装置参数进行优化,通过分析回流板的长度对装置越浪性能的影响来探索最优回流板长度。

南海海况下振荡式波能发电装置的研究与分析

振荡浮子波浪能发电装置能量的转换效率较高,可以在不同水深条件(特别是超过40 m的深水区)下工作,南海海域属于深水区,振荡浮子波能发电装置更能较好地适应。文章在已有资料的基础上,根据线性波浪理论中随机波浪力的理论,结合南海海况,计算振荡浮子垂直方向的波浪力分布,再用AQWA模拟计算不同形状的浮子在随机波浪力下的运动与受力分析。综合以上研究得出适合南海海况的浮子形状,完成装置的初步优化,为装置的海试以及推广应用提供依据,为三沙市在海洋能(波浪能)利用方面提供参考。

一种波能发电开孔浮式防波堤的数值模拟研究

通过水动力仿真分析软件ANSYS AQWA对新型浮式防波堤的透射系数进行模拟计算,讨论了周期、水深等因素对浮式防波堤消浪性能的影响。结果表明,新型波能发电开孔浮式防波堤的消浪性能较好;周期和水深对新型浮式防波堤消浪性能的影响较明显,周期较短、水深较小时消浪性能较好。

潜力巨大的波能发电

众所周知,海洋不仅蕴藏着巨大的天然资源,而且蕴藏着丰富的天然能源。据科学家们推算,仅海洋波浪能用于发电可获得90万亿度电。如果把这些电能开发出来为人类所利用,将会产生巨大的经济效益。近年来,世界各国专家纷纷进行波能发电新技术研究,有些已投入商业运营,尽管这些技术还有待进一步完善,但目前的进展表明这种新能源具有潜在的商业应用价值。英国是世界上最早开发海洋波能发电技术的国家。1994年建成并投入使用的首座波能发电站位于艾莱岛上,这座电站目前提供的电力足以满足一个小城镇使用。负责设计这座波能发电站的英国奎因大学的工程师说,这座电站采用了高效波能收集器和转换装置,且坚固耐用,无需人员管理,其投资费用在短期内就可收回。英国为了进一步掌握波能发电技术。

温哥华岛看好风能发电、波能发电和小水电

加拿大不列颠哥伦比亚省的温哥华岛正在修建一座20MW的示范工程，以便开发那里的风能、波能、小型和微型水力的能量。修建该工程的目的旨在减少对哥伦比亚本土发电的依赖，目前该岛所需电力的80％由内陆供给。促使修建该工程的其它原因有：用户对绿色能源产品和服务需求的增加、绿色技术工艺的成熟和成本降低，以及能源市场价格的不稳定。

前进中的波能发电

最近在英国进行的一个工程是采用一种多级振荡水柱以产生波能。

波能发电技术的研究与开发

本文描述在苏格兰一偏僻的海边悬崖上开发波能的情况。

越浪式波能发电装置的二维数值模拟研究

越浪式波能发电装置(Overtopping Wave Energy Convertor,OWEC)通过斜坡式引浪面将不稳定的波浪能转化为蓄水池内较为稳定的势能,进而带动出水管内水轮电机转动,产生电能。本文采用基于计算流体力学软件的二维数值模拟技术对该装置的越浪性能进行研究,通过构建基于水气两相VOF(Volume of Fluid)模型的二维数值波浪水槽,对斜坡式海堤的越浪性能进行模拟,数值计算结果与Saville等的试验值较为吻合,验证了该数值波浪水槽可用于越浪性能的研究。通过考察干舷高度、淹没深度等参数对越浪性能的影响,综合考虑越浪性能及低水头发电机的工作要求,最终给出优化的干舷高度、淹没深度尺寸。

浮摆式波能发电装置浮体系统的数值模拟

描述了浮摆式波能发电装置中浮体系统的收集原理,并对浮体系统的具体结构参数进行说明;在Workbench平台DesignModeler模块的基础上,对浮摆式波能发电装置中的浮体系统进行建模;对仿真过程中AQWA用到的基本方程、初始条件和需注意的事项进行了分析说明;并基于AQWA水动力学计算软件,对浮体的附加质量、辐射阻尼和RAO值进行计算,分析模拟了三种变化波况下浮体的运动响应情况,对浮箱的最大采集效率进行估算。仿真计算结果发现:1浮体的垂荡振幅大于浮箱的垂荡振幅,辐射阻尼随波浪频率的增大而增大,附加质量随波浪频率增大而缓慢减小;2周期和波高分别影响垂荡波形图的宽度和高度,周期较小时,应该注意锚链的疲劳断裂;3浮箱的最大采集效率为42.8%。

我国波浪能发电现状及未来发展探究

我国海洋资源丰富,海洋波浪能作为一种清洁能源,有着广阔的开发和利用前景。据此,主要对我国波浪能的储量与分布进行介绍,针对现阶段我国对波浪能发电的技术进展和利用程度进行简要分析,指出波浪能发电存在的各种相关问题,并对波浪能发电的未来进行展望,分析并阐述了波浪能发电对于我国海洋资源和能源战略的意义和重要性。