一种新型振荡水柱式波浪能发电装置的设计

随着全球能源危机的加深,寻找替代传统能源的新能源成为能源发展的必由之路,针对此问题,设计了一种利用海洋波浪能发电的新型振荡水柱式发电装置。文章介绍了装置的基本组成及其结构设计,并对其工作原理和工作过程进行说明。结合海浪理论和计算原理、波浪发电系统的水动力匹配准则、波浪能转换效率理论、空气动力学等理论,分析和计算装置的能量及其转化效率。设装置在线性波浪的作用下,波浪周期为4 s,波浪高度为0.5 m,浮子边长为0.3 m,输风管道直径为0.05 m,通过理论计算,装置的整体理论效率为0.364,相比常见的波浪能发电装置,本装置具有更高的发电效率。     

一种漂浮式直驱波浪能发电装置的设计

海洋波浪中蕴藏着巨大的能源,为了有效利用海洋表面的波浪能源,提出了一种漂浮式直驱波浪能发电装置,该结构主要包括浮子结构、直线电机和连杆装置。首先根据发电原理设计了圆筒形浮子的基本结构和参数,分析常规波浪下浮子所受的波浪力计算方法。其次,根据浮子在竖直方向的推力和电机的电磁负荷,提出了一种应用于该装置的圆筒形永磁直线发电机。该电机具有体积小、功率密度大、输出效率高等特点。最后,根据有限元法分析出直线发电机的输出特性数据,并验证理论计算与数值计算方法的正确性。提出的设计模型和方法适用于同类波浪能发电的研究领域中。     

振荡浮子式波浪能转换装置研究

在Froude数相同的情况下，取相似因子为10，对振荡浮子式波浪能转换装置进行了模型设计，并在中国科学院广州能源研究所的造波水槽中对装置做了模型试验，试验在规则正弦波浪作用下进行，实验数据由计算机采集。实验结果显示，振荡浮子式波浪能转换装置具有与常规的振荡水柱式波浪能转换装置相当的俘获宽度比，但其总转换效率较后者高很多，建造成本较低，是一种很有发展前途的波能装置。尽管装置的可靠性有所降低，但在波能密度比较低的区域，如中国，在采取有效保护措施的条件下，装置的性能不受影响。     

振荡浮子式波浪能转换装置研究

在Froude数相同的情况下，取相似因子为10，对振荡浮子式波浪能转换装置进行了模型设计，并在中国科学院广州能源研究所的造波水槽中对装置做了模型试验，试验在规则正弦波浪作用下进行，实验数据由计算机采集。实验结果显示，振荡浮子式波浪能转换装置具有与常规的振荡水柱式波浪能转换装置相当的俘获宽度比，但其总转换效率较后者高很多，建造成本较低，是一种很有发展前途的波能装置。尽管装置的可靠性有所降低，但在波能密度比较低的区域，如中国，在采取有效保护措施的条件下，装置的性能不受影响。     

海洋波浪能发电装置的研究现状与发展前景

海洋波浪能作为一种清洁环保并且可再生的新型能源已经吸引了世界各国科学人员的目光,并已取得一定的研究成果。介绍了海洋波浪能发电装置的原理,对海洋波浪能发电装置进行了分类,总结了几种典型海洋波浪能发电装置的优缺点,并针对现阶段国内外研究现状指出目前存在的问题和今后海洋波浪能发电装置的发展前景。     

振荡浮子式波浪能转换装置的优化计算

对振荡浮子式波浪能转换装置进行初步设计，并通过数值计算对装置结构进行优化，找出影响装置性能的主要因素，确定出在中国南海工况下装置性能最优的参数。结果显示，在中国南海常波周期5—6S附近，前港长Lfp和浮子长Lb对装置性能影响最大，是决定装置性能的主要因素；浮子吃水深度D和港内水深Dp是影响装置性能的次要因素，通过调整这两个参数，可在局部范围内改善装置性能；等深域水深H对装置性能几乎没有影响，建造装置选址时可不考虑这方面的因素。使装置性能最优的参数取值依次为：Lfp=4m，Lb=3m，D=2．5m，Dp=4．3m。     

振荡浮子式波浪能转换装置的优化计算

对振荡浮子式波浪能转换装置进行初步设计，并通过数值计算对装置结构进行优化，找出影响装置性能的主要因素，确定出在中国南海工况下装置性能最优的参数。结果显示，在中国南海常波周期5—6S附近，前港长Lfp和浮子长Lb对装置性能影响最大，是决定装置性能的主要因素；浮子吃水深度D和港内水深Dp是影响装置性能的次要因素，通过调整这两个参数，可在局部范围内改善装置性能；等深域水深H对装置性能几乎没有影响，建造装置选址时可不考虑这方面的因素。使装置性能最优的参数取值依次为：Lfp=4m，Lb=3m，D=2．5m，Dp=4．3m。     

振荡水柱波能发电装置的研究应用进展

振荡水柱(oscillating water column,OWC)波浪发电装置因其具有结构简单、性能可靠等优点而成为目前世界上最为成功的波浪能转换装置。为促进中国对波浪能的开发,本研究中对国内外OWC波浪能发电装置的研究和开发应用进行了综述,尤其是近年来所提出的OWC波浪发电装置与防波堤相结合的新型式——OWC型防波堤,针对中国在OWC研发上存在的不足提出相应对策,并对OWC的未来发展趋势进行了展望,因地制宜地开发海岛、海洋平台等区域的波浪能将成为中国在该领域未来的研发方向。     

双浮体波能装置的功率转换特性研究

双浮体波能装置属于漂浮振荡浮子式技术的一种形式,研究其功率转换特性对于波能装置的发展具有重要意义。基于线性波理论和粘性阻尼理论,建立了装置的双自由度受迫振动方程,并以波能装置的外部阻尼作为优化变量,推导了最佳阻尼条件下波能装置吸收的最大功率表达式;采用HydroStar计算功率表达式中的附加质量、阻尼系数和波浪激励力,进一步求解出波能装置所吸收的功率和俘获宽度比,文中还结合实际海况分析了双浮体的主要几何参数变化对波能装置功率转换特性的影响。     

液压波浪发电装置设计研究

本文提出了由半球与圆锥组合而成的陀螺浮子(浮体)作为装置的捕能机构。根据实验设计合理选择海域参数,利用半球形波浪力公式,设计出浮子的尺寸,在液压设计部分,通过采用将浮体水下部分与液压缸活塞杆做成一体,实现了浮体与液压系统的整体性发电。     

自保护式波浪发电装置控制系统研究

首先介绍了一种双蓄能器交替工作的波浪发电装置的构成和工作原理,设计了基于AVR单片机的波浪发电控制系统的硬件模块和控制软件。该控制系统通过对海况行监测,控制双液压缸与蓄能器工作切换,调节油路上阀门开关,实现双蓄能器交替充放油,驱动液压马达连续运转,并在恶劣海况时停机自保护。通过水池样机试验表明,该波浪发电控制系统实现波浪能平稳地转化为电能输出,发电输出误差在10％内,探索发电装置与海况匹配关系,为实现海上发电装置高效稳定发电奠定基础。     

国内外海洋能发电测试场研究现状

海洋能作为一种重要的海洋资源和清洁能源,其开发和利用是国家发展战略的必然要求。海洋能发电测试场能对海洋能装置进行实海况并网试验,是海洋能装置从工程样机走向规模产业化应用的关键环节。介绍了目前国外大型的波浪能、潮流能测试场的建设与运行情况,并做了简要的对比分析;还介绍了当前我国在海洋能试验与测试场建设方面的进展、现状及相关技术。探讨了我国海洋能发电进行并网测试的必要性,指出建设海洋能发电测试场是保证我国海洋能资源的有效利用途径。     

Thermoelectric energy conversion with solid electrolytes

The alkali metal thermoelectric converter (AMTEC) is a device for the direct conversion of heat to electrical energy. The sodium ion conductor beta"- alumina is used to form a high-temperature regenerative concentration cell for elemental sodium. An AMTEC of mature design should have an efficiency of 20 to 40 percent, a power density of 0.5 kilowatt per kilogram or more, no moving parts, low maintenance requirements, high durability, and efficiency independent of size. It should be usable with high-temperature combustion, nuclear, or solar heat sources. Experiments have demonstrated the feasibility of the AMTEC and confirmed the theoretical analysis of the device. A wide range of applications from aerospace power to utility power plants appears possible.     

双稳态压电悬臂梁发电系统的动力学分析

双稳态压电悬臂梁发电系统由于其自身在发电效率方面的优越性,受到了科研人员的广泛关注。为了研究该系统的相关特性,首先建立了等效的周期激励和随机激励作用下双稳态压电悬臂梁俘能系统的数学模型;其次通过龙格-库塔法,得出系统在单势阱和双势阱内振动响应的振幅、输出功率和电压等计算结果;并分析了双稳态系统工作过程中出现的随机共振现象,得到它们的变化规律及特性;通过将这些数值计算结果进行分类对比分析,显示了双稳态压电俘能系统在激励响应幅值、频率响应范围和输出功率等方面的优越性。以上研究结果为优化双稳态压电悬臂梁俘能器的设计和应用提供了理论依据。     

东北农户屋顶太阳能发电系统设计

为了提高太阳能发电的效率和太阳能发电系统的自动化程度,根据东北农户的特点,设计了可以自动追踪日光的太阳能发电自动控制系统。设计共分为三大部分,分别为太阳能发电系统、向光追日控制系统、自动清理系统。详细介绍了太阳能发电系统的基本组成和工作原理,给出了具体的设计方案。该系统自动化程度较高,并且满足了东北农户的能源需求,具有广泛推广的价值。