漂浮式波浪能发电装置性能研究

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开发利用海洋能对于保护环境、减少地球原生态破坏以及减轻能源供应危机等问题有着重要的意义。本文在了解众多波浪能转化装置的基础上,结合考虑此类装置存在的问题、实际应用环境、结构设计的复杂性等因素,提出一种漂浮式波浪能发电装置,并对其性能进行了研究,主要研究工作包括:首先,阐述漂浮式波浪能发电装置的结构部件和工作原理。利用波浪上下起伏的特点带动装置浮体上下运动,在机构联动中实现棘轮转动,并配合其他部件将波浪能转换为机械能,最终以电能方式输出。利用UG软件运动模块对装置的运动特性进行仿真,模拟各种速度模式下能量的传递路径;并在较恶劣的海况下对其进行仿真,得出装置的运动特性较好。其次,对装置浮体的各项参数进行水动性能模拟分析,得知漂浮浮体的最优波浪频率。比较不同的浸水程度和浮体尺寸,得出最适合装置结构的方案,在此方案下漂浮浮体的RAO(response amplitude operator)可获得最大值,波浪能采集效率提升;并且研究波浪波向、波浪周期等因素对装置工况的影响,发现当波浪入射角为25o时漂浮浮体振幅差别最小,且平均振幅较大,即在波浪25o使装置采集波浪能更加有利。波浪周期为3s时浮体整体振幅较大,并且是影响浮体向上移动快慢的主要因素。周期越大,移动越慢。最后通过实验进一步验证装置的适用性和水动力性能。基于各项实验数据进行研究分析,讨论出现偏差的原因,总体上得出的结果说明漂浮式波浪能发电装置性能较好,符合理论依据。
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