浮子式波浪發(fā)電裝置設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域中,波浪能及其利用技術和裝置的研究最多、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域。
　　 本文在研究和闡述波浪發(fā)電裝置的研究進展的基礎上,分析國內波浪能轉換裝置現有技術

2、,結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,得到浮子的運動特性,從而優(yōu)化發(fā)電裝置的結構尺寸,以達到發(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)化浮子的結構尺寸,對Froud

3、e-Krylov系數進行討論,并確定了計算中用到的各項系數。
　　 (3)針對裝置底部采用的鉸接固定形式,對結構受到的橫向載荷以及在受到波浪力和海流力聯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構受力以及運動響應之間的關系,對管道直徑等幾何尺寸進行了優(yōu)化設計,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