面向航標(biāo)的波浪能利用研究.pdf

1、本文依托大連市2009年度科技計劃項目(2009E13SF177),主要針對航標(biāo)裝置的能源問題,進(jìn)行新能源和可再生能源的研究和開發(fā)。目前航標(biāo)裝置上利用的能源主要包括:陸地電池、柴油發(fā)電機等常規(guī)能源和太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源,而對于儲量豐富、開發(fā)潛力深厚的海洋能卻利用甚少。本文重點研究在航標(biāo)裝置上利用波浪能發(fā)電,實現(xiàn)裝置對電能需求的自給自足。
　　 首先,本文對傳統(tǒng)航標(biāo)上利用波浪能發(fā)電的裝置,以及文獻(xiàn)中涉及的波力發(fā)電航標(biāo)裝

2、置的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行研究,分析其優(yōu)勢和弊端,同時結(jié)合大型波浪發(fā)電的成熟技術(shù),綜合航標(biāo)的特殊性和要求,提出利用液壓傳動和電磁發(fā)電技術(shù)相結(jié)合的設(shè)計思路。
　　 第二,分析研究現(xiàn)有波浪理論的適用范圍,確定以微幅波理論(Airy波理論)為本文研究的理論基礎(chǔ)。充分利用波浪特性,以AutoCAD軟件為工具進(jìn)行波浪能利用航標(biāo)裝置的設(shè)計。設(shè)計裝置包括波能吸收機構(gòu)和波能轉(zhuǎn)換機構(gòu)。波能吸收機構(gòu)是采用浮子跟隨波浪垂向運動采集波浪能的結(jié)構(gòu)形式；波能轉(zhuǎn)換機

3、構(gòu)則采用液壓傳動和電磁發(fā)電相結(jié)合的混合形式,以達(dá)到提高裝置波能利用效率的目的。
　　 第三,在裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上,重點對浮子式波能吸收機構(gòu)和液壓傳動波能發(fā)電機構(gòu)進(jìn)行研究。分析不同形狀浮體所受波浪力作用的大小,從而確定浮子的形狀,同時利用浮子和波浪共振特性提高浮子的波能吸收效率,并由此確定浮子的結(jié)構(gòu)參數(shù)。設(shè)計波能轉(zhuǎn)換機構(gòu)的液壓系統(tǒng),并給出關(guān)鍵元件的選型原則。
　　 第四,對所設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行建模,并利用MATLAB／SIMU