基于裝置研發(fā)的波浪能評估方法研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭,環(huán)境問題的日益嚴重,尋找新型可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源逐漸成為世界能源發(fā)展的方向。我國海岸線綿長,海洋能資源蘊藏豐富,波浪能利用在我國具有很廣闊的前景。隨著對波浪能利用的重視,波浪能轉(zhuǎn)換裝置的形式亦多種多樣,許多技術(shù)成熟的波能轉(zhuǎn)換裝置已廣泛應用于商業(yè)。與波能轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)展相比,波浪能評估方法的發(fā)展較為落后,現(xiàn)有的波浪能評估方法僅僅是對海區(qū)波浪能蘊藏量的評估,而不能評估可以有效利用的波能量。本文分析研究岸式振蕩水柱

2、、碟型越浪式、振蕩浮子式三種波能發(fā)電裝置,從裝置的角度對波浪能資源的評估方法進行研究,提出裝置可利用的波能資源的評估方法。
　　波浪能評估數(shù)據(jù)的獲取有現(xiàn)場觀測和根據(jù)波浪模型提取兩種方法,文中分別描述了由波浪譜和模型結(jié)果計算波能功率的方法,提出擬開發(fā)海區(qū)能量矩陣和裝置捕能矩陣的概念,并利用裝置捕能矩陣和年平均波功率得到裝置在擬開發(fā)海區(qū)的平均發(fā)電功率及年發(fā)電量。
　　針對海洋環(huán)境要素對波能發(fā)電裝置捕能效果的影響進行研究,分析岸式

3、振蕩水柱、碟型越浪式和振蕩浮子式三種波能發(fā)電裝置,分別從波高和周期的角度,提出波浪要素對裝置輸出功率的影響。分析結(jié)果表明:
　　岸式振蕩水柱波能發(fā)電裝置,裝置的輸出功率隨波高的增大而增大,增幅較小。短周期區(qū)(T≤6s),輸出功率隨周期的增大而增大;長周期區(qū)(T＞6s),周期對輸出功率的影響較小。
　　碟型越浪式波能發(fā)電裝置,裝置的輸出功率隨波高的增大而增大,隨周期的增大而減小。
　　振蕩浮子式波能發(fā)電裝置,裝置的輸出功

4、率隨波高的增大而增大,周期對裝置輸出功率的影響較小,但應注意裝置的縱搖響應。
　　文中以PE=5kW為標準輸出功率,分別得出三種裝置滿足標準輸出功率的波浪條件,岸式振蕩水柱波能發(fā)電裝置為波高H=1m～2m,周期T=6s～9s;碟型越浪式波能發(fā)電裝置為波高H=1.5m～2m,周期T=6s～7s;振蕩浮子式波能發(fā)電裝置為波高H=1.5m～2m,周期T=5s～8s。
　　本文運用SwAN模型對擔桿島附近海域波浪場進行模擬,得出波高