【摘要】：鑒于全球常規(guī)能源蘊(yùn)藏量有限及其使用過(guò)程中所產(chǎn)生的“副作用”,各國(guó)一直在積極尋求可替代能源,特別是進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái),伴隨著我國(guó)第二大經(jīng)濟(jì)體地位的確定和工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái),實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛,對(duì)能源的需求量也呈現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng),國(guó)際能源格局正在向新的方向轉(zhuǎn)變。在眾多的新型能源中,以太陽(yáng)能、風(fēng)能和生物質(zhì)能等為代表的新型能源得到大力發(fā)展,而海洋能將會(huì)是新世紀(jì)各國(guó)正在進(jìn)行重點(diǎn)探索利用的又一蘊(yùn)含量巨大的清潔能源。開(kāi)發(fā)海洋能不僅可以解決能源供應(yīng)、海島開(kāi)發(fā)及供電、海水淡化等問(wèn)題,對(duì)于國(guó)家海洋戰(zhàn)略布局、領(lǐng)海維權(quán)等方面更是具有深遠(yuǎn)的意義。海洋能是一個(gè)巨大的“蛋糕”,吸引著國(guó)際的關(guān)注,各國(guó)都在加緊開(kāi)發(fā),爭(zhēng)奪先機(jī)。我國(guó)海域?qū)拸V,能源充足,特別是潮汐能、潮流能和波浪能,潮汐能發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速,已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段,波浪能和潮流能發(fā)電技術(shù)緊隨其后,是當(dāng)前研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。國(guó)外研究海洋能源起步較早,技術(shù)相對(duì)成熟,我國(guó)海洋能的發(fā)展可充分利用“一帶一路”對(duì)于建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的有利條件,加緊步伐追趕并超越現(xiàn)有技術(shù),深入挖掘海洋潛力,形成具有我國(guó)特色的發(fā)電設(shè)備。國(guó)內(nèi)研發(fā)波浪能和潮流能的技術(shù)眾多,基于不同的波浪能和潮流能理論,國(guó)內(nèi)已經(jīng)研發(fā)出各類相應(yīng)的發(fā)電裝置。但技術(shù)參差不齊,尚未達(dá)到收斂狀態(tài),發(fā)電效率仍然是制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。文章結(jié)合浪流耦合發(fā)電裝置及技術(shù)特點(diǎn),設(shè)計(jì)制造了一種可以同時(shí)捕獲波浪能和潮流能的一體機(jī),對(duì)裝置的葉形、發(fā)電機(jī)、分流罩等部分進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)分析,降低了開(kāi)發(fā)費(fèi)用,提高了輪機(jī)整體發(fā)電效率。項(xiàng)目組一共制造了三種裝機(jī)容量的浪流發(fā)電裝置,分別是雙邊20W、雙邊200W和雙邊500W的樣機(jī),并對(duì)樣機(jī)發(fā)電性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、水槽試驗(yàn)和海上試驗(yàn),驗(yàn)證了理論設(shè)計(jì)的合理性及發(fā)電的可行性。論文具體研究概況如下:(1)根據(jù)波浪能和潮流能各自的特點(diǎn)及發(fā)電原理,計(jì)算了兩種能源作用下的能量獲得量公式,并講述了裝置具體發(fā)電原理及過(guò)程。(2)結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于波浪能、潮流能發(fā)電裝置和技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,研發(fā)了一種新型的浪流發(fā)電裝置。首先介紹了裝置的整體結(jié)構(gòu),其次對(duì)裝置各個(gè)組成部分做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)分析,包括“子彈頭”分流罩設(shè)計(jì)、發(fā)電機(jī)研究分析、葉片設(shè)計(jì)、雙向軸流泵設(shè)計(jì)、導(dǎo)流罩設(shè)計(jì)。(3)在實(shí)驗(yàn)室對(duì)發(fā)電裝置的重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試研究。主要是發(fā)電機(jī)部分和整個(gè)裝置系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析,確保前期理論設(shè)計(jì)合理,可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求,制造環(huán)節(jié)無(wú)差錯(cuò)等。(4)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的選址,對(duì)雙邊20W和雙邊200W輪機(jī)進(jìn)行了水槽試驗(yàn),在試驗(yàn)效果良好的基礎(chǔ)上,對(duì)雙邊500W大型樣機(jī)進(jìn)行了海上測(cè)試,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電數(shù)據(jù),試驗(yàn)結(jié)果整體效果良好,達(dá)到了預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)。
【圖文】：

a.外景 b.內(nèi)景圖 1-1 汕尾岸式波浪能電站Fig.1-1 Shan Wei independent stable wave energy power station2012 年 12 月 26 日，中科院廣州能源所在珠海萬(wàn)山島投入運(yùn)行了“鷹式”波能裝置，總裝機(jī)量達(dá)到 20kW。三年后又投入運(yùn)行了“萬(wàn)山號(hào)”波能發(fā)置（如圖 1-2a），裝機(jī)容量為 120kW。截止到“十三五”前發(fā)電量已超過(guò)度。目前已擴(kuò)大裝機(jī)容量至 200kW（如圖 1-2b），最終建成一座漂浮式多補(bǔ)發(fā)電平臺(tái)[17]-[19]。

圖 1-3 “海龍Ⅱ號(hào)”波浪能發(fā)電裝置Fig.1-3 “Hailong Ⅱ” wave energy converter現(xiàn)狀國(guó)人最早提出了波浪能發(fā)明專利，利用波浪 世紀(jì) 60 年代一直到 80 年代，美、日、英等得了較大突破，成功研制了多款波浪能發(fā)電裝、日本分別建立了波浪能發(fā)電站，并試著向陸首個(gè)裝機(jī)容量為 500kW 的波浪能電站在蘇旨在推動(dòng)海洋能開(kāi)發(fā)應(yīng)用的“歐洲海洋能量，芬蘭“企鵝”號(hào)進(jìn)行實(shí)際發(fā)電測(cè)試，在原做了一些調(diào)整后，又于 2017 年在英國(guó) Cornw行，，如圖 1-4 所示[27][28]。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P742;TM612

【參考文獻(xiàn)】

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2 魏東澤;吳國(guó)榮;郭欣;顧恩凱;;潮流能開(kāi)發(fā)技術(shù)研究進(jìn)展[J];可再生能源;2014年07期

3 李長(zhǎng)松;;潮汐原理及其應(yīng)用[J];才智;2013年35期

4 劉德民;程宦;袁凌麗;;潮流能水輪機(jī)水力特性研究[J];東方電機(jī);2013年06期

5 夏增艷;郭毅;張亮;楊勇;段云棋;張巍;王鑫;王錳;;垂直軸潮流能發(fā)電裝置模型測(cè)試技術(shù)研究[J];海洋技術(shù);2013年04期

6 周斌;馬龍;周雅卓;丁磊;;山東近海潮流能電場(chǎng)建設(shè)環(huán)境影響分析[J];海洋開(kāi)發(fā)與管理;2013年04期

7 聶宏展;張明;申洪;張宏宇;;波浪能發(fā)電及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響[J];華東電力;2013年01期

8 戴俊;;淺析潮汐發(fā)電原理與潮汐發(fā)電站形式[J];商業(yè)文化(下半月);2011年08期

9 肖惠民;于波;蔡維由;;世界海洋波浪能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J];水電與新能源;2011年01期

10 戴慶忠;;潮流能發(fā)電及潮流能發(fā)電裝置[J];東方電機(jī);2010年02期

本文編號(hào)：2632691