新型棘轮止逆波能收集装置建模及数值分析

针对现有波浪能收集装置结构复杂、可靠性低及转化效率低等瓶颈问题,设计出一种新型棘轮止逆波能收集装置,该装置能够全周期可靠高效地利用海浪发电。建立了以海浪特性为外部激励的系统动力学非线性方程,推导了考虑发电机负载作用的能量转换效率公式。对系统参数进行了敏感性分析并结合某海域典型海浪特性,对浮体关键参数及装置转换效率进行了仿真预测。研究结果表明,选取较差波况条件下,发电机仍具有周期性的转矩输入特性及较高的平均发电效率。

振荡水柱式波浪发电的波能收集结构优化研究

现有的振荡水柱式波能发电装置中没有波能收集装置与之相匹配,振荡气室对波浪能的俘获效率偏低,所以系统发电效率不理想。研究提出了一种新型波能收集结构,并通过数值模拟的方法,研究其对波能利用率的影响。将现有的岸式振荡水柱波能发电的气室设置成离岸式,保证气室内具有一定的水面高度,在气室的前部加装抛物面型结构的防波堤,并在其中安置导流板。通过比较增加收集装置前后以及不同收集装置形状时气室内水柱的振荡幅值,最终确定最佳收集结构。数值模拟和实验研究结果表明,这种波能收集装置最大可使振荡气室内水柱的振荡幅度提高约80%,极大地提高了波浪能的利用效率。