浮体绳轮高效俘获波能技术的研究

论文摘要

随着经济的迅速发展,传统能源枯竭和环境污染问题日益严峻,寻找清洁可再生的新能源已成为人类社会持续发展的迫切要求。海洋波浪能作为新能源之一,具有蕴藏量大、能量密度高、分布面广等优点,其开发利用技术受到人类社会的高度重视。目前,振荡浮子式波能装置因具有可靠性高、成本低、效率高的的优势,已成为波浪能利用技术的研究热点。浮体绳轮波能装置隶属于振荡浮子式波能装置,为进一步提高其波能俘获效率,本文针对共振技术和锁定控制技术提高浮体绳轮波能俘获效率的可行性进行了研究。本文主要完成的工作总结如下:(1)根据试验海域的实际海况,选择有限水深线性波理论及莫里森方程计算波浪载荷,利用AQWA求解水动力系数,通过将绳轮机构等效为弹簧阻尼模块,并对外部阻尼系数进行合理设置,利用OrcaFlex实现对浮体绳轮波能装置的水动力仿真,推导了浮体绳轮波能俘获效率计算公式。(2)基于共振原理构建了具有可比性的共振型与非共振型两种浮体绳轮波能装置模型,利用上述浮体绳轮波能俘获效率计算公式,以最大波能俘获效率为优化目标,分别优化并计算两种装置模型相同浪况下的最优波能俘获效率,通过比较两种效率,验证共振技术提高浮体绳轮波能装置俘获效率的不可行性。(3)基于绳轮机构等效外置的思路,构建具有可比性的共振型与非共振型浮体模型,并创建了波能俘获测试平台,通过模型实验测得两种模型在相同浪况下的最优波能俘获效率,验证了共振技术提高浮体绳轮波能装置俘获效率的技术路线不可行。(4)利用OrcaFlex的Winch模块实现了对波能装置的锁定控制,以最大波能俘获效率为优化目标,对锁定时间进行优化,并求取最大波能俘获效率,通过比较有无锁定控制的浮体绳轮波能装置,在相同海况下的最大波能俘获效率,证明了锁定控制技术提高浮体绳轮波能装置俘获效率的可行性。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 邬德峰

导师: 朱林森

关键词: 波浪能,振荡浮子式,共振技术,锁定控制,波能俘获效率

来源: 山东大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 海洋学,新能源

单位: 山东大学

基金: 2011年度国家海洋可再生能源专项“浮体绳轮波浪发电技术研究与试验”(项目编号:GHME2011BL02)

分类号: P743.2

总页数: 58

文件大小: 4390K

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