浮子式波浪發(fā)電裝置設(shè)計及其功率特性研究.pdf

1、波浪能是海洋能的重要成員之一。近年來,在海洋能利用的研究領(lǐng)域中,波浪能及其利用技術(shù)和裝置的研究最多、政府和企業(yè)投資的項目也最多。波浪能開發(fā)利用技術(shù)趨于成熟,正在向大規(guī)模的利用和獨立穩(wěn)定發(fā)電的方向發(fā)展,已逐漸進入了商業(yè)化發(fā)展的階段,并具有一定的商業(yè)競爭能力。然而,在近岸波浪能密度比較小的海域,研究和發(fā)展高效和高可靠性的離岸式波能裝置屬于熱點領(lǐng)域。
　　 本文在研究和闡述波浪發(fā)電裝置的研究進展的基礎(chǔ)上,分析國內(nèi)波浪能轉(zhuǎn)換裝置現(xiàn)有技術(shù)

2、,結(jié)合我國沿海海域波浪能密度較低的特點,提出一種新型的浮子式波浪發(fā)電裝置,開展概念設(shè)計、浮子的水動力特性、運動特性以及發(fā)電系統(tǒng)功率特性研究。
　　 (1)利用牛頓第二定律,建立并求解浮子在垂直方向運動的位移方程。分析研究了阻尼系數(shù),得到浮子的運動特性,從而優(yōu)化發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)尺寸,以達(dá)到發(fā)電功率最大化。
　　 (2)采用Froude-Krylov理論計算垂向波浪力,并對浮子進行動態(tài)受力分析,優(yōu)化浮子的結(jié)構(gòu)尺寸,對Froud

3、e-Krylov系數(shù)進行討論,并確定了計算中用到的各項系數(shù)。
　　 (3)針對裝置底部采用的鉸接固定形式,對結(jié)構(gòu)受到的橫向載荷以及在受到波浪力和海流力聯(lián)合作用時候的橫傾角進行了計算。
　　 (4)討論了裝置的幾何尺寸與結(jié)構(gòu)受力以及運動響應(yīng)之間的關(guān)系,對管道直徑等幾何尺寸進行了優(yōu)化設(shè)計,對浮子的起伏位移、波浪發(fā)電裝置的總能量以及裝置的發(fā)電功率進行了計算。
　　 本文研究的發(fā)電裝置為我國日后波能裝置的商業(yè)化打下了理論