光伏海浪复合发电装置浮体形状研究

基于水上光伏发电和海浪发电技术,提出了一种浮子式光伏海浪复合发电方案。首先分析浮体在海浪中的运动特性及角度摆动规律,将浮体的沉升运动和角度摆动以简谐形式表达,然后结合倾斜表面上太阳辐射能的计算模型和浮体捕获海浪能计算模型,得出浮体的沉升运动为影响浮体捕捉海浪能的主要因素,并采用水动力仿真软件AQWA仿真分析了四种不同形状浮体在海浪中的运动特性。结果表明,圆柱形底浮体的沉升速度幅值和角度摆动幅值均最小,说明海浪对其运动状态影响最小;锥形底浮体的摆动角度较大,对浮体表面光照性能的影响较大;平底锥形和球面形底的浮体沉升速度较大,摆动角度相对较小,适合作为光伏海浪复合发电装置的浮体。

顺应式海洋平台慢漂运动物理模型试验研究

为研究顺应式海洋平台慢漂运动的影响因素,以截断圆柱和漂浮方箱为例进行了不规则波作用下的慢漂运动模型试验。测量了不同系泊刚度条件下的漂浮方箱以及相同系泊刚度条件下的截断圆柱和漂浮方箱在静水中自由衰减运动和在不规则波中的运动响应,并将运动响应分解成一阶波频运动响应和二阶低频运动响应,分析了系泊刚度和浮体形状对浮体运动的影响。通过物理模型试验发现了系泊刚度及浮体形状对顺应式系泊浮体一阶运动标准差和二阶低频运动平均漂移值和标准差的关系。结果表明由于顺应式浮体的固有周期远离波浪谱峰周期时,系泊刚度以及浮体形状对慢漂运动的一阶运动响应影响不大;二阶低频运动相对偏离平衡位置的平均值和标准差均随系泊刚度增大而减小,浮体形状同样对慢漂运动的二阶低频纵荡运动响应影响较大。试验结果为实际海洋工程的外形选择和系泊刚度选择提供数据支持。