“跷跷板”型浮式波浪能发电装置研究开题报告
2020-04-12 16:11:37
1. 研究目的与意义(文献综述)
我们在享受人类社会发展成果的同时,对传统石能源如石油、天然气和煤炭的过度开发利用,带来了很多能源枯竭、环境污染等问题,开发新能源成了迫在眉睫的任务。最近几年,世界各国都在着力于可再生的清洁能源的开发,所以太阳能、生物能、地热能、风能、海洋能、及其他可再生能源的开发利用成为当今
世界各国的研究重点。
其中海洋能包括潮汐能、海流能、波浪能、盐差能和温差能等。波浪能指的是海洋表面波浪所具有的势能和动能。它在海洋中蕴藏最为丰富,也是海洋能利用和研究的重点能源。它主要是由海洋上的风能转化而来,而风能又来源于太阳能,因此波浪能是一种可再生的绿色无污染能源。并且它在全球的储备可观,可谓用之不竭、取之不尽,并且具有资源分布广泛,能源流密度大等优点。在2006年国际能源署公布了一项统计表明,在全球范围内可开发的波浪能约为80000twh/a,是海洋能总资源的86%,超出全球一年电产量的3倍左右,单位面积内可利用的波浪能约为风能或太阳能的15~20倍[1]。我国拥有 2 万千米的海岸线,波浪能资源蕴藏量比较丰富,根据“908”近海可再生能源专项调查与评价结果显示,我国近海离岸20km的波浪能蕴藏量丰富,达到了1599.52万kw,具有广阔的开发和利用前景[2]。若能充分利用波浪能将会对解决全球能源危机、环境污染具有重要意义。
2. 研究的基本内容与方案
海洋波浪能发电系统的运行环境恶劣,与其他可再生能源发电系统相比发展相对滞后。但随着科技的发展,已有实验波浪能发电站开始商业运行。但大多数波浪能的应用还是在灯塔、灯标这样的小规模应用。其原因就是波浪能发设备系统在海洋环境中工作易损坏需要经常维修维护,寿命太短、发电转换效率太低而造成的发电成本太高,是传统能源发电成本的10倍左右,无法大规模推广,也无法与传统发电模式相竞争。所以波浪能发电装置的设计要尽可能提高能量转换效率、缩小装置尺寸、降低造价,并尽可能减少接触海水的活动部件,以减小海水腐蚀提高装置寿命。
波浪能发电系统大部分是一个三级能量转换装置的系统,如图5所示。通常需要有三级能量转换装置,一级转换装置完成波浪能到机械能的转换;二级转换装置又称中间转换装置起传输能量、稳向、增速和稳速的作用,二级转换装置最主要的作用是将一级转换装置捕获的波浪能转变为旋转机械能并通过增速齿轮提速,使三级能量转换装置可以工作在额定情况下;三级转换装置就是发电机由此三级能量转换装置完成了从波浪能到电能的转换,实现了波浪能发电[13]。
“跷跷板”式波浪能发电装置,由并行互连的双浮筒及双浮筒附属结构、阻尼板、阻尼板连接杆组成。阻尼板在水下运动受阻相对固定,双浮筒漂浮在水面上并固定在一起,由波浪带动作横摇运动。阻尼板和双浮筒通过细长的连接杆相连,因此就会产生相对运动。并在连接处安装发电机,就将波浪能转化为电能。 其中一级能量转换装置是双浮筒加阻尼板结构,用于直接捕获波浪能。
3. 研究计划与安排
序号 | 时间 | 任务 |
1 | 第1-3周 | 明确课题内容,确定方安,完成开题报告 |
1 | 第4-6周 | 建立运动方程,完成装置的功率计算 |
2 | 第7-8周 | 选定最佳的稳速、缓冲或稳压装置 |
3 | 第9-10周 | 解决装置的腐蚀和海水侵蚀问题 |
4 | 第11-13周 | 综合所有内容,论文初稿完成 |
5 | 第13-14周 | 完善论文中的遗漏和错误,最终完成论文 |
6 | 第14-15周 | 准备论文答辩 |
4. 参考文献(12篇以上)
[1]赵裕明,李 岩,王志岩.国外海浪发电装置的研究现状[j]2008;[2]张文喜,叶家玮.摆式波浪能发电技术研究[j]2010;
[3]袁渭贤.波力液压转换装置试验研究[j]. 海洋工程,1990,8(4);
[4]余志.海洋波浪能发电技术进展[j]. 海洋工程,1993,11(1);