深海大洋是國(guó)家戰(zhàn)略防御的重要海區(qū),蘊(yùn)藏著未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的重要資源,也是全球氣候系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)器。海洋水面移動(dòng)平臺(tái)是一種用于全天候、全天時(shí)海洋觀測(cè)的投棄式通量漂流浮標(biāo),在開(kāi)發(fā)海洋資源、海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)等方面起著重要作用,對(duì)國(guó)計(jì)民生、國(guó)家安全具有重要意義。而該平臺(tái)僅靠自身攜帶電池組和降低功耗已無(wú)法滿足其長(zhǎng)期工作過(guò)程中需的電能,從海洋環(huán)境中獲取能量是延長(zhǎng)平臺(tái)工作壽命的一個(gè)重要途徑。海洋表面所具有的波浪能具備不受環(huán)境溫度、時(shí)間地點(diǎn)、季節(jié)氣候等自然條件影響的優(yōu)勢(shì),是海洋水面移動(dòng)平臺(tái)可獲取的最為直接可靠的能源。對(duì)海洋波浪能的高效收集和轉(zhuǎn)換,可以為海洋設(shè)備的長(zhǎng)期自主工作提供條件,是海洋設(shè)備可持續(xù)供能的一個(gè)重要研究方向。海洋環(huán)境中波浪運(yùn)動(dòng)隨機(jī)復(fù)雜且頻率極低,水面移動(dòng)平臺(tái)在波浪的激勵(lì)下亦會(huì)呈現(xiàn)多自由度的不規(guī)則運(yùn)動(dòng),這為海洋波浪高效俘能裝置設(shè)計(jì)提出挑戰(zhàn)。本文設(shè)計(jì)了一種平面擺式波浪能收集裝置。其中扇形平面擺作為裝置的俘能機(jī)構(gòu),齒輪增速傳遞機(jī)構(gòu)配合電磁發(fā)電模塊實(shí)現(xiàn)能量收集裝置高功率輸出。針對(duì)裝置輸出電壓無(wú)規(guī)律且低頻交流的特性,本文設(shè)計(jì)兩種適合在不同波浪頻率下對(duì)裝置輸出進(jìn)行功率采樣跟蹤并升壓存儲(chǔ)的電源管理電路。通過(guò)... 

【文章來(lái)源】：蘇州大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２波浪能在世界各個(gè)區(qū)?

能收集裝置普遍功率極大，用作對(duì)火電、核電的補(bǔ)償，所發(fā)電量通過(guò)電??纜回送至岸上，經(jīng)調(diào)制后合并進(jìn)電網(wǎng)供工業(yè)生產(chǎn)、居民生活使用。為節(jié)約輸送成本以??及便于維護(hù)，其多設(shè)置于沿岸或近海，它們的顯著特征是整體基座與海岸或海底固連，??不隨海浪隨波漂流，因而可以將俘能裝置、能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巨大，以提高輸入功率??與中間轉(zhuǎn)換效率。其俘能形式有多種，代表裝置如下：??２０１１年７月，由西班牙ＥＶＥ能源公司開(kāi)發(fā)的畢爾巴鄂北部Ａｍｉｎｔｚａ的Ｍｕｔｒｉｋｕ??振蕩水柱式波浪能電站［２８］建成并網(wǎng)運(yùn)行，如圖１－４所示，總裝機(jī)功率２９６ｋＷ，年均發(fā)??電?４００ＭＷｈ〇??日本建造了“巨鯨號(hào)”可移動(dòng)波浪能發(fā)電船［２９＼其船身長(zhǎng)５０ｍ、寬３０ｍ、高１２ｍ，??吃水深度８ｍ，排水量約４３８０ｔ�！熬搛L號(hào)”同樣采用振蕩水柱波浪能發(fā)電裝置。原型??機(jī)在曰本的Ｇｏｋａｓｈｏ灣口進(jìn)行測(cè)試，對(duì)波浪的有效響應(yīng)周期為６－７ｓ，平均輸出電量為??６－７ＫＷｈ。工作發(fā)電時(shí)船身由３根鐵鎖鏈系泊，提高波浪能收集能力和船體自身穩(wěn)定??性。若季節(jié)變化致使海洋波浪朝向及幅度發(fā)生改變，“巨鯨號(hào)”可收起鐵鎖鏈更換水??域地點(diǎn)，重新下錨工作發(fā)電。??驗(yàn)??圖１－４振蕩水柱式波浪能電站圖１－５日本巨鯨號(hào)波浪能發(fā)電船??Ｏｃｅａｎ?Ｐｏｗｅｒ?Ｄｅｌｉｖｅｒｙ公司（后為Ｐｅｌａｍｉｓ?Ｗａｖｅ?Ｐｏｗｅｒ）設(shè)計(jì)了最著名的役式波浪能??發(fā)電裝置“海蛇號(hào)”（ＣＰｅｌａｍｉｓ），這是世界上第一座商業(yè)化示范運(yùn)行的漂浮式波浪發(fā)??電裝置，它是個(gè)由多節(jié)有液壓裝置鉸接的浮筒，通過(guò)隨波運(yùn)動(dòng)，浮筒上下左右運(yùn)動(dòng)帶??動(dòng)液壓裝置發(fā)電丹麥的〇￡乂八１３１］是另外一種筏式波浪發(fā)電裝置，其主體為鉸接??在一起

能收集裝置普遍功率極大，用作對(duì)火電、核電的補(bǔ)償，所發(fā)電量通過(guò)電??纜回送至岸上，經(jīng)調(diào)制后合并進(jìn)電網(wǎng)供工業(yè)生產(chǎn)、居民生活使用。為節(jié)約輸送成本以??及便于維護(hù)，其多設(shè)置于沿岸或近海，它們的顯著特征是整體基座與海岸或海底固連，??不隨海浪隨波漂流，因而可以將俘能裝置、能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巨大，以提高輸入功率??與中間轉(zhuǎn)換效率。其俘能形式有多種，代表裝置如下：??２０１１年７月，由西班牙ＥＶＥ能源公司開(kāi)發(fā)的畢爾巴鄂北部Ａｍｉｎｔｚａ的Ｍｕｔｒｉｋｕ??振蕩水柱式波浪能電站［２８］建成并網(wǎng)運(yùn)行，如圖１－４所示，總裝機(jī)功率２９６ｋＷ，年均發(fā)??電?４００ＭＷｈ〇??日本建造了“巨鯨號(hào)”可移動(dòng)波浪能發(fā)電船［２９＼其船身長(zhǎng)５０ｍ、寬３０ｍ、高１２ｍ，??吃水深度８ｍ，排水量約４３８０ｔ�！熬搛L號(hào)”同樣采用振蕩水柱波浪能發(fā)電裝置。原型??機(jī)在曰本的Ｇｏｋａｓｈｏ灣口進(jìn)行測(cè)試，對(duì)波浪的有效響應(yīng)周期為６－７ｓ，平均輸出電量為??６－７ＫＷｈ。工作發(fā)電時(shí)船身由３根鐵鎖鏈系泊，提高波浪能收集能力和船體自身穩(wěn)定??性。若季節(jié)變化致使海洋波浪朝向及幅度發(fā)生改變，“巨鯨號(hào)”可收起鐵鎖鏈更換水??域地點(diǎn)，重新下錨工作發(fā)電。??驗(yàn)??圖１－４振蕩水柱式波浪能電站圖１－５日本巨鯨號(hào)波浪能發(fā)電船??Ｏｃｅａｎ?Ｐｏｗｅｒ?Ｄｅｌｉｖｅｒｙ公司（后為Ｐｅｌａｍｉｓ?Ｗａｖｅ?Ｐｏｗｅｒ）設(shè)計(jì)了最著名的役式波浪能??發(fā)電裝置“海蛇號(hào)”（ＣＰｅｌａｍｉｓ），這是世界上第一座商業(yè)化示范運(yùn)行的漂浮式波浪發(fā)??電裝置，它是個(gè)由多節(jié)有液壓裝置鉸接的浮筒，通過(guò)隨波運(yùn)動(dòng)，浮筒上下左右運(yùn)動(dòng)帶??動(dòng)液壓裝置發(fā)電丹麥的〇￡乂八１３１］是另外一種筏式波浪發(fā)電裝置，其主體為鉸接??在一起

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Triboelectric–Electromagnetic Hybrid Generator for Harvesting Blue Energy[J]. Huiyun Shao,Ping Cheng,Ruixuan Chen,Lingjie Xie,Na Sun,Qingqing Shen,Xiaoping Chen,Qianqian Zhu,Yi Zhang,Yina Liu,Zhen Wen,Xuhui Sun.  Nano-Micro Letters. 2018(03)
[2]新型波浪能發(fā)電裝置效能分析[J]. 趙佳鵬,陳煒鑫,黃技,李煥豪.  中國(guó)水運(yùn)(下半月). 2018(06)
[3]電磁式振動(dòng)能量采集電路關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 曹淑瑛,王雪源,鄭加駒,孫帥帥,韓恭萬(wàn),劉璐.  磁性材料及器件. 2018(02)
[4]國(guó)外海洋環(huán)境觀測(cè)系統(tǒng)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 于宇,黃孝鵬,崔威威,鮑鵬飛.  艦船科學(xué)技術(shù). 2017(23)
[5]我國(guó)海洋信息化發(fā)展現(xiàn)狀分析及展望[J]. 程駿超,何中文.  海洋開(kāi)發(fā)與管理. 2017(02)
[6]中國(guó)海洋工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. "中國(guó)工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究"海洋領(lǐng)域課題組.  中國(guó)工程科學(xué). 2017(01)
[7]中國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)的理論與實(shí)踐[J]. 王芳.  中國(guó)工程科學(xué). 2016(02)
[8]波浪能發(fā)電裝置的發(fā)展與展望[J]. 姚琦,王世明,胡海鵬.  海洋開(kāi)發(fā)與管理. 2016(01)
[9]波浪能發(fā)電裝置綜述[J]. 王世明,楊倩雯.  科技視界. 2015(28)
[10]鷹式裝置“萬(wàn)山號(hào)”總體設(shè)計(jì)概述[J]. 盛松偉,張亞群,王坤林,吝紅軍,王文勝,陳愛(ài)菊.  船舶工程. 2015(S1)

碩士論文
[1]面向海洋浮標(biāo)的波浪能收集器研究[D]. 郭奇雨.蘇州大學(xué) 2019
[2]波浪能直線發(fā)電裝置及其電能管理系統(tǒng)的研究[D]. 戴志輝.中國(guó)海洋大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3240418