發(fā)布時(shí)間：2021-07-13 07:21

　　海洋波浪能作為一種新型能源,具有較大的潛力。近些年擺式波浪能發(fā)電裝置由于其優(yōu)良的性能成為學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn),但是現(xiàn)階段擺式波浪能發(fā)電裝置大多采用液壓傳動(dòng)的方式,使裝置只能俘獲單方向的波浪。通過(guò)借鑒電路系統(tǒng)中整流電路的概念,完成了機(jī)械整流式PTO（動(dòng)力輸出）方案的設(shè)計(jì)。之后通過(guò)試制比例樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在波浪條件為0.1 m/0.2 s的情況下,裝置的平均發(fā)電功率為1.04 W,最高發(fā)電功率為5.5 W。 

【文章來(lái)源】：科技與創(chuàng)新. 2019,(14)

【文章頁(yè)數(shù)】：2 頁(yè)

【部分圖文】：

整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3仿真分析

2019年第14期ScienceandTechnology&Innovation┃科技與創(chuàng)新·53·率提高了14.99%。圖2WEC-sim系統(tǒng)的搭建表1仿真結(jié)果與對(duì)比裝置類型液壓傳動(dòng)式裝置機(jī)械傳動(dòng)式裝置俘獲波浪功率/MW4.254.25傳動(dòng)部分功率/MW0.731.35平均發(fā)電功率/MW0.411.047能量轉(zhuǎn)化率/（%）9.6524.643實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證3.1實(shí)驗(yàn)布置及準(zhǔn)備裝置在水池內(nèi)的布置如圖3所示。為了保證裝置實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，省略了柱體的安裝，直接將型材基座固定在造浪池的底部。裝置的俘能擺板尺寸為500mm×300mm，電機(jī)箱高度為100mm。圖3裝置在水池中的布置示意圖3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析在波浪條件為0.1m/0.2s時(shí)，在該種實(shí)驗(yàn)條件下，裝置最大發(fā)電功率可達(dá)5.5W，平均發(fā)電功率為1.04W。波浪的往復(fù)特性方面存在著較大的差異性，正向的波浪所帶來(lái)的發(fā)電效率遠(yuǎn)大于反向的波浪。0.1m/0.2s時(shí)裝置的發(fā)電功率曲線如圖4所示。在本實(shí)驗(yàn)中，波浪的高度周期等參數(shù)均由造波機(jī)所決定。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)水槽中的浪高儀對(duì)實(shí)際的波浪高度進(jìn)行調(diào)整。在實(shí)驗(yàn)中考慮裝置所處的海況，主要做了15組實(shí)驗(yàn)。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，每種工況均做了3次實(shí)驗(yàn)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，波浪周期為2s附近，波高0.1m時(shí)，裝置的發(fā)電效率最高。并且在相同的波浪周期情況下，波高越高，裝置的發(fā)電效率越高。裝置的波浪周期為2s時(shí)發(fā)電效率最高。圖40.1m/0.2s時(shí)裝置的發(fā)電功率曲線4結(jié)語(yǔ)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，提出了一種基于機(jī)械整流式PTO的擺式波浪能發(fā)電裝置，完成了對(duì)裝置的工作原理及結(jié)構(gòu)的研究分析，并通過(guò)仿真及實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)裝置的發(fā)電效率進(jìn)行驗(yàn)證。機(jī)械式PTO部分借鑒了電路中的整流原理。通過(guò)將此設(shè)計(jì)應(yīng)用在擺式波?

2019年第14期ScienceandTechnology&Innovation┃科技與創(chuàng)新·53·率提高了14.99%。圖2WEC-sim系統(tǒng)的搭建表1仿真結(jié)果與對(duì)比裝置類型液壓傳動(dòng)式裝置機(jī)械傳動(dòng)式裝置俘獲波浪功率/MW4.254.25傳動(dòng)部分功率/MW0.731.35平均發(fā)電功率/MW0.411.047能量轉(zhuǎn)化率/（%）9.6524.643實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證3.1實(shí)驗(yàn)布置及準(zhǔn)備裝置在水池內(nèi)的布置如圖3所示。為了保證裝置實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，省略了柱體的安裝，直接將型材基座固定在造浪池的底部。裝置的俘能擺板尺寸為500mm×300mm，電機(jī)箱高度為100mm。圖3裝置在水池中的布置示意圖3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析在波浪條件為0.1m/0.2s時(shí)，在該種實(shí)驗(yàn)條件下，裝置最大發(fā)電功率可達(dá)5.5W，平均發(fā)電功率為1.04W。波浪的往復(fù)特性方面存在著較大的差異性，正向的波浪所帶來(lái)的發(fā)電效率遠(yuǎn)大于反向的波浪。0.1m/0.2s時(shí)裝置的發(fā)電功率曲線如圖4所示。在本實(shí)驗(yàn)中，波浪的高度周期等參數(shù)均由造波機(jī)所決定。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)水槽中的浪高儀對(duì)實(shí)際的波浪高度進(jìn)行調(diào)整。在實(shí)驗(yàn)中考慮裝置所處的海況，主要做了15組實(shí)驗(yàn)。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，每種工況均做了3次實(shí)驗(yàn)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，波浪周期為2s附近，波高0.1m時(shí)，裝置的發(fā)電效率最高。并且在相同的波浪周期情況下，波高越高，裝置的發(fā)電效率越高。裝置的波浪周期為2s時(shí)發(fā)電效率最高。圖40.1m/0.2s時(shí)裝置的發(fā)電功率曲線4結(jié)語(yǔ)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，提出了一種基于機(jī)械整流式PTO的擺式波浪能發(fā)電裝置，完成了對(duì)裝置的工作原理及結(jié)構(gòu)的研究分析，并通過(guò)仿真及實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)裝置的發(fā)電效率進(jìn)行驗(yàn)證。機(jī)械式PTO部分借鑒了電路中的整流原理。通過(guò)將此設(shè)計(jì)應(yīng)用在擺式波?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)海域波浪能資源分布及波浪能發(fā)電裝置適用性研究[J]. 胡聰,毛海英,尤再進(jìn),石洪源,高松.  海洋科學(xué). 2018(03)

博士論文
[1]浮力擺式波浪能發(fā)電裝置關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張大海.浙江大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3281629