波浪发电的结构,机理
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海油观澜号发电原理海油观澜号是中国自主研发的一种海洋能发电设备,利用海洋波浪能将其转化为电能。
海洋波浪能是一种可再生的清洁能源,具有广泛的应用前景。
海油观澜号发电原理主要包括以下几个步骤:1. 波浪感应:海油观澜号的发电装置通过波浪感应技术感知到海洋波浪的存在和能量。
2. 波浪采集:海油观澜号采用外形特殊的波浪采集装置,例如专利的波浪能电动膜板机构,波浪能电动液压装置等,来捕捉和收集波浪的能量。
3. 能量转化:采集到的波浪能量通过机械传动装置,如波浪能电池等,将机械能转化为电能。
其中,波浪能电动膜板机构的工作原理是利用波浪对电动膜板产生的力矩进行液压传动,将机械能转化为电能。
4. 发电储存:通过电力装置将转化而来的电能存储起来,以供后续使用。
例如利用电池将电能储存起来,或者将电能输入电网进行分配和利用。
总体来说,海油观澜号发电原理就是利用波浪能将其转化为电能,通过波浪感应、波浪采集、能量转化和发电储存等步骤实现。
相比传统的化石能源发电方式,海洋能发电具有环保、可再生的特点,是一种绿色发展的能源选择。
海洋能发电在解决能源问题、减少环境污染等方面具有重要意义。
然而,目前海洋能发电技术还存在一些挑战。
例如,海洋波浪能的不稳定性和难以预测性使得海洋能发电装置的设计与运行存在较大的困难。
此外,海洋环境的恶劣条件也对海洋能发电装置的使用寿命和稳定性提出了更高的要求。
为了进一步推动海洋能发电技术的发展,需要加强相关技术研究和开发投入。
通过提高海洋波浪能的感应和采集效率、改进能量转化和储存装置的性能,以及提高海洋能发电装置的稳定性和可靠性,可以更有效地利用海洋波浪能进行发电,促进可再生能源的发展和利用,实现可持续发展。
点吸收式波浪能发电装置概述随着全球对可再生能源的需求不断增加,波浪能作为一种非常有潜力的能源形式受到了广泛关注。
点吸收式波浪能发电装置是一种利用波浪能将其转化成电能的装置。
本文将详细介绍点吸收式波浪能发电装置的原理、结构、工作方式以及其在实际应用中的发展前景。
原理点吸收式波浪能发电装置是基于波浪的机械能转化为电能的方式。
其原理类似于风力发电机,通过将波浪的机械能转化成旋转力矩,最终驱动发电机发电。
具体原理如下:1.波浪的传播:波浪是由海洋风力产生并通过水体传播的。
当波浪到达岸边或者浅水区时,波浪的形态发生了变化,并且波浪的能量会逐渐集中在某个特定的点上。
2.点吸收:点吸收是指在波浪能量集中的区域内,将这些波浪能量集中起来,通过一个装置将其吸收。
这个装置可以是一个浮动的结构,可以根据波浪的运动方向和特点进行调整。
3.旋转力矩产生:当波浪能量被吸收后,通过相应的机械结构,将波浪能量转化成旋转力矩。
这个机械结构通常包含一个旋转轴和相应的机械传动装置,可以将吸收到的波浪能量转化成旋转力矩传递给发电机。
4.发电:通过发电机将机械能转化为电能。
发电机通常由磁场和导电线圈组成,当旋转力矩作用在发电机上时,导电线圈中的导体被磁场感应,从而产生电流。
结构点吸收式波浪能发电装置通常由以下组成部分构成:1.浮动结构体:用于吸收波浪能量的浮动装置。
浮动结构体可以是各种形状和大小的装置,如浮标、浮筒等,其目的是能够根据波浪特点自由运动并吸收波浪能量。
2.旋转轴:将吸收到的波浪能量转化成旋转力矩的轴。
旋转轴通常位于浮动结构体的上方,可以根据需要进行调整。
3.机械传动装置:将旋转轴上的旋转力矩传递给发电机的装置。
机械传动装置通常包括齿轮、链条等组成,可以将旋转轴的运动转化成发电机所需的转速。
4.发电机:将机械能转化为电能的装置。
发电机通常由磁场和导电线圈组成,当旋转力矩作用在发电机上时,导电线圈中的导体被磁场感应,从而产生电流。
波浪发电原理引言:波浪发电是一种利用海洋波浪能量转化为电能的可再生能源技术。
它可以有效地利用海浪的能量,减少对传统能源的依赖,降低对环境的影响。
本文将介绍波浪发电的原理以及其在可持续能源领域的应用。
一、波浪发电的原理波浪发电的原理是利用波浪的起伏运动将机械能转化为电能。
当波浪通过波浪能转化装置时,波浪的能量将被转化为机械能,然后通过发电机将机械能转化为电能。
波浪能转化装置通常由浮标、液压装置和发电机组成。
1. 浮标:浮标是波浪发电装置的核心部件之一。
它能够随着波浪的起伏上下浮动,并将波浪的动能转化为机械能。
浮标通常采用轴向流浮标或垂直流浮标设计,以便更好地适应不同海洋环境的波浪能。
2. 液压装置:液压装置用于将浮标的上下运动转化为液压能。
液压装置通常由液压缸和液压泵组成。
当浮标上升时,液压泵将液压油从液压装置中抽出,而当浮标下降时,液压泵将液压油注入液压装置,实现液压能的转化。
3. 发电机:发电机是波浪发电装置的关键组件。
液压装置产生的液压能将通过发电机转化为电能。
发电机通常采用涡轮发电机或线性电机设计,以便更好地适应波浪能转化装置的运动特点。
二、波浪发电的应用波浪发电作为一种可再生能源技术,在可持续能源领域具有广泛的应用前景。
以下是波浪发电在不同领域的应用案例:1. 发电厂:波浪发电厂是利用波浪能转化装置大规模发电的设施。
它们通常被建在海岸线附近,以便更好地捕捉波浪能。
波浪发电厂可以为当地提供清洁能源,并减少对传统能源的需求。
2. 海上平台:波浪发电装置也可以安装在海上平台上。
这些平台可以远离陆地,更好地利用海洋的波浪能。
海上平台上的波浪发电装置可以为远离陆地的设施或社区提供电力供应。
3. 海上船舶:波浪发电技术还可以应用于海上船舶。
通过在船体上安装波浪发电装置,船舶可以利用波浪能为自身提供动力,降低对传统燃料的依赖,减少碳排放。
4. 海洋科研:波浪发电技术也在海洋科研领域得到了广泛应用。
科研人员利用波浪发电技术来获取海洋波浪能的相关数据,以便更好地了解海洋的能量分布和波浪特性。
摆式波浪发电装置原理
摆式波浪发电装置原理
摆式波浪发电装置是一种利用海浪能量发电的新型设备,该装置具有
简单、高效、可靠等优点,正逐渐成为海洋能源开发的热点。
该装置的原理是利用波浪的能量,将海浪的上下浮动转变为液压油的
往返运动,进而驱动液压发电机工作,输出电能。
更具体来说,该装置由摆动臂、摆动缸、摆杆和液压发电机组成。
摆
动臂和摆动缸连接在一起,摆杆连接在摆动缸和液压发电机之间。
当
海浪推动摆动臂上下摆动时,摆动臂和摆动缸一起运动,液压油经过
缸内承压缸体进入较小的缸腔,使摆杆上移。
当海浪使摆动臂下降时,则会使摆动缸向下运动,液压油经过缸内的液阻阀进入较大的缸腔,
使摆杆下降。
这种液压油的往返转化为液压发电机转子的匀速旋转,
进而输出电能。
与传统的海浪能利用装置相比,该装置具有结构简单、传动机构少、
运动稳定等特点。
同时,液压发电机具有功率密度大、效率高、运转
顺畅等优势,可以更好地满足海洋能源的发电需求。
当然,该装置也存在一些问题,如波浪大小、方向、速度不同,可能会对摆动产生影响,引起摆动幅度的不稳定性,需要更好的控制系统来调整波浪的能量,保证装置的稳定性和高效性。
总的来看,摆式波浪发电装置的原理是非常简单、实用的,是未来海洋能源开发的重要手段之一。
波浪发电机工作原理
哎呀呀,让我来给你讲讲波浪发电机的工作原理吧!
你想啊,那大海的波浪就像是一群调皮的小精灵,不停地跳跃着、翻滚着。
而波浪发电机呢,就是专门来收服这些小精灵的神奇法宝!
当波浪涌过来的时候,嘿,就好像是一群小壮士在用力地推着什么东西。
就拿浮子来说吧,波浪推着浮子上下起伏,这浮子就像是个勇敢的战士,随着波浪一起舞动。
这时候啊,神奇的事情发生了,浮子的运动通过一系列的装置转化成了电能,哇塞,是不是很厉害!就像你走路能产生能量一样,只不过波浪发电机把波浪的能量变成了我们可以用的电呢!
你再想想,要是没有波浪发电机,我们得浪费多少大海的能量啊!那可真是太可惜啦!
在这个过程中,各种零件就像是一个默契的团队,紧密配合着。
比如说传动装置,就好像是个勤劳的传递员,把浮子的能量快速地传递过去。
还有发电机,那简直就是个能量魔法师,把收到的能量一下子就变成了电。
哎呀呀,这波浪发电机可真是个了不起的发明!它就像是从大海中挖出宝藏的秘密武器!让我们能利用那无穷无尽的波浪能量,给我们的生活带来便利和光明。
你说这波浪发电机是不是超级棒?反正我是觉得太神奇啦!我相信,随着科技的不断进步,波浪发电机一定会变得越来越厉害,给我们带来更多的惊喜!我坚定地这么认为哦!。
海浪能发电机原理一、海浪能发电的原理海浪能发电是利用海洋中的波浪能量转化为电能的一种方式。
它的原理是通过将海浪的机械能转化为电能,再通过发电装置将电能输出。
具体而言,海浪能发电机是由浮标、连接装置、转轴、发电机和电网组成的。
二、海浪能发电的过程1. 海浪的捕捉海浪能发电的第一步是捕捉海浪的能量。
这一步通常通过安装在海面上的浮标来实现。
浮标可以根据海浪的运动而上下浮动,从而捕捉到海浪的能量。
2. 海浪能的传递捕捉到的海浪能量会通过连接装置传递到转轴上。
连接装置通常采用柔性材料,使得能量的传输更加高效。
3. 能量转化当海浪能量传递到转轴上时,转轴会开始旋转。
转轴的旋转速度和转动方向与海浪的运动有关。
这一步是将机械能转化为电能的关键步骤。
4. 发电转轴与发电机相连,发电机通过转轴的旋转运动产生电能。
发电机的工作原理是利用电磁感应产生电流,从而将机械能转化为电能。
5. 电能输出发电机产生的电能通过电网输出,供给给家庭、工厂等各种电力设备使用。
这样就实现了将海浪能转化为电能的过程。
三、海浪能发电的优势1. 可再生性海浪能是一种可再生能源,因为海洋中的波浪会一直存在。
与传统燃煤发电相比,海浪能发电不会排放二氧化碳等有害气体,对环境更加友好。
2. 丰富性全球大部分地区都有海洋资源,因此海浪能发电具有广泛的适用性。
尤其是对于那些没有其他可再生能源资源的地区来说,海浪能发电是一种非常有潜力的选择。
3. 高能量密度相比其他可再生能源,如太阳能和风能,海浪能的能量密度更高。
这意味着海浪能发电可以在相对较小的装置中获得更高的能量输出。
四、海浪能发电的挑战1. 技术难题海浪能发电技术相对较为复杂,需要解决浮标的稳定性、能量捕捉效率等问题。
目前,海浪能发电技术还处于研究和试验阶段,需要进一步的技术突破。
2. 经济成本海浪能发电设备的制造和维护成本较高,这是目前海浪能发电难以商业化的主要原因之一。
需要进一步降低成本,提高经济效益。
波浪能发电技术研究及其应用第一章:引言波浪能是一种廉价、环保的可再生能源,一直以来都备受关注。
随着科技的进步,波浪能发电技术获得了巨大的发展,已经逐渐成为可再生能源领域的重要研究方向。
本文对波浪能发电技术的研究及应用进行了详细的探讨。
第二章:波浪能资源概况波浪能是一种取之不竭的可再生能源,根据不同的测算方法,全球海洋波浪能资源总量为2000~10000GW,这是非常可观的能源储备。
目前,全球仅有少数国家开发了波浪能,其中最具代表性的是英国、葡萄牙、西班牙、爱尔兰等国家。
第三章:波浪能发电原理波浪能主要利用水面上涨落的波浪动能来发电,其主要的发电原理为机械能转换为电能。
通常,波浪能发电系统包括波浪能捕捉装置、能量转换机构、发电设备、电力传输和控制系统五个部分。
波浪能捕捉装置是通过波浪的起伏来产生机械运动,进而驱动液压泵或机械传动机构,使得机械能被转化为电能输出,并通过电力传输和控制系统向外输出电力。
第四章:波浪能发电技术的类型波浪能发电技术的研发主要包括以下几种类型:浮体式波浪能发电技术、压电效应波浪能发电技术、直接发电波浪能发电技术等。
其中,浮体式波浪能发电技术是较为成熟的技术之一,它通过球形、圆柱、鼓形等形状的浮子、浮板根据波浪涨落产生的水流动力旋转涡轮机驱动发电机发电。
压电效应波浪能发电技术则是应用于海洋波浪中的电压产生和电荷累积特性,将其转换为电能。
直接发电波浪能发电技术则是使用波浪能直接恒定的运动方式产生电能。
第五章:波浪能发电技术的应用前景波浪能发电技术是非常有前景的发展方向,主要得益于以下几点:波浪能资源丰富、成本较低、环保节能、可再生等特点。
目前,世界上已经有不少国家开始积极地开展波浪能发电项目的建设,其中英国是最为活跃的国家之一,波浪能占其可再生能源中的比例已经达到22%。
随着波浪能发电技术的不断发展,相信我们将会看到更多的国家参与到这个领域的建设中来。
第六章:结论波浪能发电技术的研究及应用正迎来发展的重要时期,其具有广阔的应用前景和不可替代的环保经济利益。
海洋波浪发电简介摘要:文章从海洋波浪发电原理以及海洋波浪发电现状和波浪发电遇到的问题等方面叙述了海洋波浪发电的特点。
关键词:海洋波浪、波能、发电、能源1.前言地球表面积的71%是海洋,而海洋是巨大的能源。
太阳注人地球表面的能量换算为电功率约为1013kW,而其中大约2/3是用来加热海面表层的海水,使其与深水的温差超过20°c以上。
另外,由于地球和月球或太阳之间相对的天体运动和相互作用而引起海洋的潮流、潮汐以及气流等,并进而引起波浪、波流等。
海水的温差、海洋的波浪、波流、潮汐、潮流等都是海洋能源,可用来发电。
尽管它的特点是能量多变,而且密度较低,然而它确实是巨大的,而且是永恒的能源。
考虑到地球环保和温室效应,为了取代排出废气较多的化石燃料发电,可再生的清洁的海洋能源便更加受到重视。
2.海洋波浪发电由于地球和月球之间的作用,引起了潮流、潮汐、气流等,并进而引起波浪。
波浪的动力还来自海风,可以说波能的源泉就是太阳能。
2.1 海洋波浪发电原理由于波浪很不规则,只能采用经统计学处理的数据,即波能的表达式如下:E =0.5·(H1/3)2·(Tl/3),kW/m式中,H1/3和T1/3分别为有效波高(m)和有效波周期(s),也是波高H 和波周期T 的算术平均值。
英国苏格兰西北沿岸的平均波能高达48kw/m。
日本四季的平均波能约为l3kw/m(近海)和6kW/m(沿岸)。
日本的波能可满足国内能源总需求量的l/3。
波力发电的原理主要是将波力转换为压缩空气来驱动空气透平发电机发电。
当波浪上升时便将空气室中的空气顶上去,被压空气穿过正压水阀室进入正压气缸,并驱动发电机轴伸端上的空气透平,使发电机发电。
当波浪落下时,空气室内形成负压,使大气中的空气被吸人气缸,并驱动发电机另一轴伸端上的空气透平,使发电机发电,其旋转方向不变。
从中排出的空气进入负压气缸,再穿过负压水阀室并到达负压空气室。
由于正、负压水阀室相当于逆止阀的作用,正、负两条回路互不干扰。
波浪发电装置的基本原理1、波浪理论及波浪能1.1波浪理论在海洋工程中,海浪是作用在海洋工程结构上的最主要的外力之一,对于海浪作用的研究,目前一般是从两个领域进行研究:一个领域是对液体的波动从流体力学的角度加以研究,研究液体内部各质点的运动状态,这种研究一般包括线性波浪理论和非线性波浪理论两大类;另一个领域是将海面波动看作是一个随机过程,研究其随机性,从而揭示海浪内部波动能量的分布特性,从统计意义上对液体内部各质点的运动状态进行描述,研究其对工程结构的作用,当然这后一个领域的研究,也需要应用流体力学理论对处于理想状态下的液体内部各质点的运动规律进行描述。
通过对天然海面的观测可知,海面上各点的水面变化呈现随时间和地点而变的一个随机过程,对于一个固定点的水面波动来说,它是由许多从不同方向以不同波速传播而来的并且波长和振幅经常在变的波浪互相组合彼此影响而形成的,它是一个非常复杂的过程。
目前尚无一种数学理论能精确的描述水波的性能,各种波浪理论只是在一定程度上对实际现象的简单近似,在实际工程中多应用线性波浪理论作为其理论基础。
线性波浪理论在一般工程实践中通常采用微幅波理论(Airy 波理论)1.2波浪能简介波浪中的波动是海水的重要运动形式之一。
从海面到海洋内部处处都可能出现波动。
波动的基本特点是,在外力的作用下,水质点离开其平衡位置作周期性或准周期的运动。
由于流体的连续性,必然带动其邻近质点,导致其运动状态空间的传播,因此运动随时间与空间的周期性变化为波动的主要特征。
实际海洋中的波动是一种复杂的现象,严格说,他们都不是真正的周期性变化。
但是,作为最低近似可以把实际的海洋波动看作是简谐波动(正弦波)或简谐波动的叠加。
一个简谐波动的剖面可用一条正弦曲线加以描述。
如图1.1所示,曲线的最高点称波峰,曲线的最低点称为波谷,相邻两波峰(或波谷)之间的水平距离称为波长(λ),相邻两波峰(或者波谷)通过某固定点所经历的时间称为周期(T)。
显然,波形传播的速度T C λ=。
从波峰到波谷之间的垂直距离成为波高(H),波高的一半∂=H/2称为振幅,是指水质点离开其平衡位置的向上(或向下)的最大垂直位移。
波高与波长之比称为波陡,以)(λδH =表示。
在直角坐标系中取海面为x 一y 平面,设波动沿x 方向传播,波峰在y 方向将形成一条线,该线称为波峰线,与波峰垂直指向波浪传播方向的线称为波向线。
图 1.1波浪要素由风引起的周期从1~30s 的波浪所占能量最大。
取右手直角坐标系,z 轴问上为正,将x 一v 平面放在海面上,设波动是二维的,只在x 方向上传播,则波剖面方程可用下列正弦曲线表示,即)s i n (t kx σαζ-=式中:α为波动的振幅,ζ为波面相对平均水面的垂直位移。
显然它是地点x 与时间t 的函数,并有T πσλπ2,2k ==分别称为波数和频率。
当水深为h 时,可证明它们的关系为:)2tanh(kg )tan(kg λπσh kh == 称为频散关系。
式中g 为重力加速度波形向前传播完全是由水质点的运动产生的,水质点的运动轨迹为圆,半径为aexp(k z 0),轨迹半径随深度的增大(z<O)迅速减少。
风浪是指当地风产生,且一直处在风的作用之下的海面波动状态;涌浪则指海面上由其他海区传来的或者当地风力迅速减小、平息,或者风向改变后海面上遗留下来的波动。
为便于对风浪成长的讨论,引进风时和风区两个概念。
所谓风时,系指状态相同的风持续作用在海面上的时间;所谓风区,是指状态相同的风作用海域的范围。
习惯上把风区的上沿,沿风吹方向到某一点的距离称为风区长度,简称为风区。
风浪的成长还与其他因子有关,例如海洋水深、地形、岸线形状等。
如图1.2所示,假定风速一定的风沿0x 方向吹,O 点为风区上沿,0A 为风区内某点A的风区长度。
观察A点风浪成长以及其他各处风浪成长的过程。
图 1.2 风浪随风区长度的分布波浪在成长过程到达一定尺度后,由于内摩擦等原因所消耗的能量比它摄取的能量增加得快,当摄取与消耗的能量达到平衡时,波浪尺寸便不再增大。
此时的风浪称为充分成长状态,达到成长状态所对应的风时与风区,称为充分成长的风时与风区。
图1.3为风速15m/s,波浪成长与风时、风区的关系。
图1.3 波浪成长与风时、风区的关系涌浪在传播过程中的显著特点是波高逐渐降低,波长、周期逐渐变大,从而波速变快。
一方面由于内摩擦作用使其能量不断消耗所致,另一方面是由于在传播过程中发生弥散和角散所致。
实际的海浪可视为是由许多不同波长、不同周期和振幅的分波组成的。
当波浪传至浅水及近岸时,由于水深及地形、岸形的变化,无论其波高、波长、波速及传播方向等都会产生一系列的变化。
诸如波向的折射、波高增大而能量集中,波形卷倒、破碎和反射、绕射等。
2、国内外波能转换装置原理及转化技术2.1波浪能开发原理波浪能利用的早期想法产生于人们对波浪运动的观察。
这种观察告诉人们,波浪是往复运动的,因此,设计波浪能装置也应该是往复运动的,让波浪在波能装置运动的过程中做正功,才能将波浪能有效地转换成有用的能量。
根据这种想法,人们构思了许多波浪能装置,图2.1是波浪能装置的原理示意。
这些装置的工作原理具有如下共同点。
图2.1 波浪能装置工作原理图(1)具有一个在波浪中运动的物体1。
(2)具有一个与物体1相对运动的物体2。
(3)具有一个能量转换器,将物体1与物体2之间相对运动的机械能转换成所而的能量。
2.2波浪能装置的分类及优缺点波浪能装置的结构形式、工作原理是多种多样的。
每一种波浪能装置都有其优缺点。
设计者应根据实际情况的需要设计合理的波浪能装置。
因而,对波浪能装置作适当的划分,说明每一种波浪能装置适宜于体积波况及固定模式,对设计者有很好的参考价值。
(1)按固定方式划分从固定方式划分,波浪能装置可以分成固定式(floating)的和漂浮式(fixed)。
固定式装置主要结构被固定,不随波浪而运动。
漂浮式波浪能装置则漂浮在水面上,随波浪运动而运动。
装置一般通过锚或重块与海底连接,如图2.2所示。
固定式还可以根据投放地点划分成岸式(on一Shore或者Shoreline)和离岸式(off 一shore)。
岸式波浪能装置固定于岸边(见图2.3(a)),其优点是便于管理、维护及进一步研究,便于电力输送,当选址及装置设计得当的,其效率一般较高:缺点是岸边的波浪能能流密度往往偏小。
离岸式波浪能装置固定在海底(见图2.3(b)),其优点是周围的波浪能流较大,但有一部分绕射到装置背后。
缺点是转换效率较低、管理、输电成本较大及不利于研究。
固定式波浪能装置的建造成本受其周边环境因素(如水深、地质、坡度、距岸距离等)的影响很大。
漂浮式的波浪能装置通常可以在船厂建造、下水,然而安放到合适的地方。
因此,漂浮式比固定式建造难度小。
其缺点是其效率一般没有固定式波浪能装置高,遇到大浪,其结构、锚泊系统及输电线往往容易被破坏,其成本与电力输送的距离以及对结构、锚泊系统的要求有关。
图2.3 波浪能装置纵剖视图(2)按能量传递方式划分按能量传递方式划分,可以分成气动式(pneumatic)、液压式(hydraulic)和机械式(mechanical)的波浪能装置。
气动式波浪能装置的某一个环节通过气体传递能量。
例如图2.4(a)、图2.4(b)所示的振荡水柱式波浪能装置就是通过空气,将波浪的能量传给空气透平(图中的能量转换器)。
图2.4 波浪能装置纵剖视图液压式波浪能装置的某一个环节通过液体传递能量〕。
例如图2.3、图2.4(a)所示的浮子吸收波浪能之后通过液压装置将能量转换成液压能。
常见的液压式波浪能装置有浮子式(图2.5(a))、点头鸭式(图2.6)及摆式图2.5 波浪能装置图2.6 点头鸭式波浪能装置(3)按装置的能量提取方式划分按装置的能量提取方式划分,可以分成能量直接转换和能量间接转换两大类,依固定方式的不同和系统结构又可分成图2.7所示的11种。
(4)按波浪能装置对波浪能能流影响的结果划分按波浪能装置对波浪能能流影响的结果划分,可以分成截止型(terminated)和消耗型(attenuate的波浪能装置。
截止型的波浪能装置将波浪能挡在其迎浪的一侧,使其背浪的一侧儿乎无波浪能。
消耗型的波浪能装置则仅吸收一部分人射波的能量,背浪一侧仍有绕射的波浪。
(5)按吸取波浪能的结构形式来划分从吸取波浪能的结构形式来划分,可以分成振荡水柱式(oscillating water column,常缩写为OWC)、浮子式(huoy)、摆式(pendulum)点头鸭式(noddingduek)、筏式(raft)、蚌式(lam)、聚波水车式(taped channel,常缩写为TAPCHAN)等。
图2.7 波浪能装置示意图2.3 波浪能转换技术(1)“点头鸭”式波浪能转换装置Salter在他1974年的论文中介绍了一种独特的波能转换方法,使二维正弦波的转换效率可接近90%左右,如图2.7中⑤所示。
由于该装置的形状和运行特性酷似鸭的运动,因而称其为“点头鸭”。
人射波的运动使得动压力可有效地推动鸭身绕轴线旋转。
另外,除动压力外,流体静压力的改变也使接近鸭嘴的浮体部分做上升和下沉往复运动。
由于这两种压力所产生的运动是同相位的,在波浪运动的一个周期内,点头鸭将动能和位能两者同时通过液压装置转化出去然后再由液力或电力系统把动能转换为电能。
在设计点头鸭波能转换装置时,注意到如果把点头鸭质量重心的位置做成可调的,那么就可使其固有周期与波浪周期相匹配,从而最大程度地利用波浪能。
Mynett等对二维正弦波中运行的点头鸭装置特性作了分析,研究结果表明,在理想运行条件下,点头鸭效率接近90%。
Serfnan等对Myrlett的研究作了发展,对不规则波作用下的点头鸭性能进行了研究,研究结果表明,在不规则波作用下,系统效率要低许多。
Salter点头鸭虽然是一种有效的波能转换装置,但它的严重不足在于:装置可靠性差,在恶劣的海洋环境下,装置极易损坏所以Salter点头鸭没有得到广泛推广。
(2)振荡浮子式波能转换装置振荡浮子式装置是在振荡水柱式装置的基础上发展起来的波能发电装置,它用一个放在港中的浮子作为波浪能的吸收载体,然后将浮子吸收的能量通过一个放在岸L的机械或液压装置转换出去,用来驱动电机发电。
它由浮子、连杆、液压传动机构、发电机和保护装置等几部分组成。
振荡浮子式波能装置从工作原理上看,与图2.7中的①②③④⑨相类似,都是利用浮体的相对运动来发电。
图2.8 垂荡驱动的棘轮一绳轮波能发电系统图2.9 垂荡驱动的齿条一链轮波能转换系统(3)我国波浪能转换装置我国政府从“八五”到“十五”持续支持海洋波浪能研究。
“八五”期间科技部投人200万元支持3个科技攻关项目,研建ZOkW岸式振荡水柱波能装置、5脚漂浮式振荡水柱波能装置和skw摆式波能装置各一座,其中ZOkw岸式振荡水柱波能装置可以与柴油发电机并联发电;“九五’,期间共投人603万元,支持2个科技攻关项目,研建IO0kw岸式振荡水柱装置、3OkW摆式装置各一座,其中IO0kw岸式振荡水柱装置发电并入电网,3OkW摆式装置与风能装置并联发电,为岛上居民供电:“十五”期间共投入经费435万元,由中国科学院广州能源研究所研制一座波浪能独立发电系统。