Investigation on the Oscillating Buoy Wave Power Device

An oscillating buoy wave power device (OD) is a device extracting wave power by an oscillating buoy. Being excited by waves, the buoy heaves up and down to convert wave energy into electricity by means of a mechanical or hydraulic device. Compared with an Oscillating Water Column (OWC) wave power device, the OD has the same capture width ratio as the OWC does, but much higher secondary conversion efficiency. Moreover, the chamber of the OWC, which is the most expensive and difficult part to be built, is not necessary for the OD, so it is easier to construct an OD. In this paper, a numerical calculation is conducted for an optimal design of the OD firstly, then a model of the device is built and, a model test is carried out in a wave tank. The results show that the total efficiency of the OD is much higher than that of the OWC and that the OD is a promising wave power device.

波浪能供电观测浮标防腐方案设计及仿真

针对波浪能供电观测浮标的结构组成,分析其工作原理、运动特性、各系统处的海洋腐蚀环境,将浮标划分成多个海洋污损区域。基于目前的防腐方法和浮标复杂的海洋腐蚀环境,综合考虑成本及施工时效性,提出一种防腐油漆涂层加阴极保护双组合的防腐方法,并进行外加电流阴极保护防腐系统及关键参数的设计。通过数值模拟,确定该系统布置在浮标主浮体侧面可实现较好的防腐效果。最后,提出两种防腐系统位置布置方案。

振荡浮子式波能装置的功率计算分析及参数设计

波浪能是重要的可再生资源之一,提高波浪能装置的能量捕获率是波浪能规模化利用的关键。本文对波浪能的能量转换装置进行了研究,针对装置于不同摇荡条件下的最大平均输出功率、最优阻尼系数及相关参数进行演化分析及求解。利用牛顿定律及质心系、转动惯量等建立二自由度、四自由度波浪能转换装置耦合运动模型,基于时间离散化的差分原理求解,同时采用模拟退火算法降低时间复杂度,提出了改良的粒子群算法,得到较为准确的结果,为实际工程中波浪能的高效采集提供思路和途径。

振荡体式波浪能装置功率控制研究进展

由于波浪多自由度、随机性和低速等特点,波浪能发电系统整体转换效率仍处于较低水平,限制了波浪能发电技术的发展。与此同时,电能滤波并网方法也间接制约着波浪发电系统的整体转换效率。分类梳理国内外振荡体式波浪能装置功率控制方法,总结各类波能装置电能滤波并网技术,阐述波浪能装置功率控制未来研究方向,可供波浪能发电功率控制和电能并网滤波领域的研究者参考。最终,应用波浪能装置功率控制可以提高初级俘能效率,对提高波浪能发电技术的工程经济性有重要意义。

海上漂浮式多能互补发电装置设计与分析

海洋能是一种具有巨大能量的可再生能源,提高海洋资源利用率能有效缓解能源紧张的局面。设计了一种海上漂浮式多能互补发电装置,确定了机械结构和控制系统的总体方案;设计了中心幅盘和偏心幅盘组成的双幅盘结构,增大了叶片的工作面积;设计了行星齿轮转速耦合机构,实现了风能和潮流能驱动轴转速的耦合,两者共用一台发电机,有效利用风能和潮流能,提高了发电效率。

振荡型波浪能转换装置中两种优化方法研究

该文基于线性波理论,从载体在波浪中的运动方程出发,以两种不同的优化角度推导了波能装置输出能量最大时的表现形式,最后以圆柱体作为波浪能转换的载体分析了两者方法的差异。数值计算表明在同一水深下,波能装置浮体的水线面决定了波能装置最优转换效率的趋势,而吃水深度决定了波能装置可达到的最大转换效率;对波能装置参数优化后运动在共振点的波能装置其转换效率并不是最大,而优化后的最大转换效率并不发生在共振点上。

波浪能发电技术研究进展

波浪能是一种清洁可再生的新型能源,已经吸引了各国研究者的目光,开展了相关的研究并已取得一定的成果。文章介绍了各种波浪能发电装置的原理,对海洋波浪能发电装置进行了分类,总结了几种典型海洋波浪能发电装置的优缺点,列举了一些国内外较为成功的波浪能示范电站,并针对现阶段国内外研究现状指出今后波浪能发电装置的发展趋势及前景。

一种新型摆式波浪发电装置的研制

针对海上浮标、领航灯等远海设施供电难的问题,设计了一种新的摆式波浪发电装置。为提高装置的可靠性和寿命,采用封装在箱体内与海水完全隔离的设计方案。创建了机械式能量转换装置以简化波浪能转换器并提高波浪能利用效率。详细叙述了摆式波浪能发电装置的设计方案,并建立了摆锤的数学模型以及结合线性波动中二维深水进行波理论计算,计算了装置的整机理论效率,同时对关键零件的疲劳寿命进行了分析和预测。实验结果表明,当箱体晃动周期为3 s、倾角为15°时,波浪发电机的平均输出功率为10 W左右,输出电压为14 V。研究证明,该波浪能发电装置的设计是可行的。

多节漂浮型机械式波浪能发电装置的研制

为了探究波浪能发电原理,研制由多节段机械式漂浮型波浪能发电装置和整流稳压电路组成的试验装置,并实现试验演示与数据测试分析。该装置由多节圆柱浮筒、变向增速机构、发电机以及整流稳压电路部分组成。根据确定性波浪运动规律,设计多节漂浮型波浪能俘获装置的结构和参数;由波浪能俘获装置的运动特点,设计曲柄摇杆及齿轮增速机构组成的变向增速机构,实现波浪运动转换为旋转机械运动;由发电机输出规律,设计桥式整流稳压电路,实现稳态直流电输出。试验研究表明,在给定的试验波浪条件下所开发波浪能发电试验装置的发电效率为45.8%。

一种浮摆式波能发电装置摆板运动响应的数值模拟

海况是影响波浪能发电装置运行效率的因素之一。以浮摆式波能发电装置为基础,描述了其中摆板系统的收集原理;并基于AQWA(advanced quantitive wave analysis)水动力学计算软件,仿真计算了三种波况下各摆板的运动响应,发现波向为45°角是摆板系统的最佳运行角度;当波高不超过0.6 m时,摆板的运动状态较易趋于平衡。另外,提出了一种估算摆板采集波能的平均转换效率的方法,并基于相关拟合函数软件,计算了5种较理想波况下摆板采集波能的平均能量转换效率,结果发现,波浪的周期和波高越大,摆板的波能采集效率越低。

漂浮式微型波力发电装置原理与结构

为了满足偏远岛屿小功率用电保障需求,根据波浪能特点,提出一种新型漂浮式微型波力发电装置。利用重锤惯性定心原理,建立浮动"机架",解决漂浮体内部相对固定问题;采用机-电直接转换系统,提高波浪能的利用效率;研究系统的原理与结构,分析系统的功能特点和主要运动参数。研究结果表明,漂浮式微型波力发电装置具有结构原理新颖、传动效率高、传动质量好与轻巧便携等优点。该研究为漂浮式微型波力发电装置的研发与应用奠定了基础。

海浪发电的典型装置和发展趋势

由于环境问题的日益突出,化石能源短缺的迫切需要,因此,海浪作为一种新型可再生的绿色资源,日益受到世界各国的高度重视。如何高效利用海浪资源成为了各国在寻求新能源道路上所遇到的巨大瓶颈,但随着波能转换技术日趋成熟,转换效率的逐步提高,海浪发电装置凸显出越来越大的商业价值和生态价值,其研究现状可谓是百家争鸣,发展前景上也是大有可为。本文主要介绍了利用波浪发电的典型装置,分析了波浪能研究与利用的发展方向和趋势。

海洋波浪能发电技术的发展与应用

随着世界能源的日趋紧张和环境问题的日益凸显,海洋波浪能作为一种清洁、可再生能源而备受世界各国的重视。文章首先介绍了波浪能的定义、成因与优点,针对海洋波浪能发电技术的基本原理、能量转换系统等作了全面综述,介绍了国内外海洋波浪能发电技术的进展和主要波能装置。

鸭式波浪能转换装置的水动力特性及效率研究

为了更加切合实际地研究鸭式波浪能转换装置的水动力特性及效率,考虑了鸭式装置可绕定轴转动以及装置的附加质量和附加阻尼,以ANSYS14.0软件为平台建立二维数值波浪水槽,对装置在不同波浪条件作用下的受力情况与运动情况进行了数值模拟与分析。结果表明:(1)在相同波高条件下,随着波浪周期的增大,装置受到的水动力力矩增大,转换效率下降,转换效率最高可达到70%;(2)在相同周期条件下,随着波高的增大,鸭式装置受到的水动力力矩也随之增加,波浪在经过装置后波高会发生衰减;(3)装置转换效率总体可维持在70%左右,但由于波峰到达装置时会有部分波浪从其顶部越过,随着波浪波高增大转换效率缓慢下降。为该装置的实际应用提供理论支持。

碟型越浪式波能发电装置的整体设计及优化

海洋不仅蕴含丰富的石油、天然气资源,还蕴含着潜力巨大的波浪能资源。波浪能按照成因不同可以分为涌浪能和风浪能2种,波浪能作为一种清洁、可再生能源,其合理的开发和利用已经成为一项国际研究热点。我国海岸线漫长,海洋面积广大,波浪能的合理利用有助于调节我国的能源结构,促进国民经济持续、健康和稳定的发展。在波浪能开发过程中,实现海水动能、势能转化为电能是一项关键技术,目前常见的能量转换装置包括振荡水柱式、越浪式、摆式等。本文建立了波浪能的运动数学模型,在传统的越浪式发电装置的基础上,设计了一种新型的碟型越浪式波浪能发电装置,并对该碟型发电装置的整体结构和工作原理进行详细介绍。

毫米波径向器件的微波功分提取结构

针对高功率毫米波径向器件因径向尺寸大、输出波长短造成的支撑杆数目多和结构复杂的问题,本文提出了一种Ka波段径向渡越时间振荡器的毫米波功分提取结构。该结构可以将同轴波导的TEM模完全转化为矩形波导的TE 10模,且结构中引入的同轴反射槽可以有效降低输出波导的个数。仿真结果表明,48路驻波式毫米波提取结构可以在特定频点实现TEM模到TE 10模的转化,且在大于320 MHz的频带范围内可实现转换效率大于99%。36路行波式毫米波提取结构也可以实现在特定频点处由TEM模式到TE 10模式的完全转化,但由于TE 72,1模式在同轴结构中未被截止,故行波式毫米波提取结构实现TEM模式到TE 10模式转化时,转换效率超过99%的频带宽度仅为160 MHz。对电场强度的测试结果表明,在相同的注入功率下,行波式功分提取结构内的最大电场强度明显小于驻波式功分提取结构中的最大电场强度,这2种功分提取结构均能满足吉瓦级毫米波输出的需求。

一种海洋柔性胶囊波能发电装置研究

海洋波浪能可再生能源的开发是未来发展的趋势,开发设计更为高效的波能转换利用装置是开发利用波浪能的关键。根据脉搏脉动机理,设计发明了一种柔性胶囊发电装置,利用柔性结构的强收缩性,让其随着波峰波谷收缩扩张,进而形成脉动来传输水体,使相连尾端竖管内水位随着脉动骤升骤降来压缩排出和快速吸入空气。进行了一系列探索性实验,着重研究柔性材料厚度、波高、周期、气室孔径对该试验装置的波能转换率的影响,数据表明,柔性硅胶管有很好的聚波作用,气室的设计和建造对波能转换效率有较大的影响。

基于π型结构的光电探测器功率合成阵列

针对ROF(光载无线通信)基站需要高功率大带宽光电探测器的问题,提出π型光电探测器阵列功率合成电路。通过将探测器嵌入在用电感互连的人工传输线上,即按照阵列式结构将单个π型光电探测器电路组合起来构成所需电路,实现功率合成,从而得到高功率大带宽的信号。电路首尾支路级联两个二极管来降低等效结电容以达到电路的最佳阻抗匹配。仿真结果表明,π型光电探测器阵列能在保持大带宽的同时对各级光电二极管功率进行有效地合成,相比于同级的行波探测阵列合成效率更高。

Power recovery method for testing the efficiency of the ECD of an integrated generation unit for offshore wind power and ocean wave energy

Offshore wind power and ocean wave energy are clean,renewable and rich resources.The integrated generation unit for the

阵列筏式波浪能发电装置建模与仿真分析

为了提高阵列筏式波浪能发电装置采能效率,对不同排列方式的振荡浮子与不同楔形角的试验平台模型进行组合,优化水动力结构模型装置。建立了振荡浮子和采能装置试验平台三维模型,并进行了仿真分析。分别分析了由3种排列方式的振荡浮子和3种楔形角情况下的9种模型在水深15 m、平台吃水1.2 m、振荡浮子吃水0.5 m海况下垂直方向的时域响应和频域响应,结果发现当模型的振荡浮子以错开方式排列且试验平台楔形角为60°时,振荡浮子在垂直方向的振荡速度最快,其RAO值也最大,说明该组合模型更有利于提高筏式波浪能发电装置的采能效率。