基于摩擦納米發(fā)電機的波浪能高效采集技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-01-17 10:48
大量水下航行器、航標燈、浮標、潛標等海洋監(jiān)測設(shè)備為海洋運輸、開發(fā)、管控與科學(xué)研究提供實時、準確的信息,是推進海洋強國戰(zhàn)略及建設(shè)智慧海洋的重要基礎(chǔ)。目前,海洋監(jiān)測設(shè)備主要依靠電池供電。由于海洋環(huán)境復(fù)雜、電池容量有限,導(dǎo)致數(shù)量多、分布廣的海洋監(jiān)測設(shè)備面臨巨大供電挑戰(zhàn)。而研究先進的海洋能采集技術(shù)是解決監(jiān)測設(shè)備持續(xù)供電問題的重要途徑。加拿大AXYS公司的WindSentinel浮標已經(jīng)在蓄電池的基礎(chǔ)上,增加了風(fēng)電和太陽能兩種能源補給方式。中國船舶重工集團公司第七O一研究所、國防科技大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)等在溫差能驅(qū)動的監(jiān)測平臺領(lǐng)域開展大量研究。相比海上太陽能、海上風(fēng)能、溫差能,波浪能是一種品位高、能流密度大、分布范圍廣的海洋能。中國、美國、日本、英國等海洋大國均十分重視波浪能研究,相繼在海上建立了基于電磁感應(yīng)發(fā)電機的大型波浪能轉(zhuǎn)換裝置。然而這些裝置難以捕捉小幅度、方向隨機的波浪運動,且存在成本高、體積龐大等問題。因此,亟需研究面向海洋監(jiān)測設(shè)備供能的新型高效波浪能采集技術(shù)。摩擦納米發(fā)電機基于麥克斯韋位移電流原理,將摩擦起電和靜電感應(yīng)相結(jié)合,能直接將無規(guī)則的低頻機械運動(如人體運動、振動、波...
【文章來源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.3不同用于波浪能發(fā)電的理論模型??Fig.?1.3?The?models?of?ocean?sensor?networks?with?a?different?method??
優(yōu)點?紤]到波浪運動的固有特性,這種電磁發(fā)電方法為有效地收集波??能并為海洋監(jiān)測設(shè)備或傳感器供電提供了一種可行的方法。??Oyslcr?wave??,?energy?converter?j?hydroelectric??#?b?power?conversion?plant?—??V?.??i?c?d?I??!?I:?I??I?hi?1??50?40?30?20?10??I?water?depth?(in)??<?-????i???i??圖1.4振蕩浪涌式波浪能轉(zhuǎn)換器(a)海上Oyster?1設(shè)備(b)?Oyster?1概念的一般示意圖(c)在??不同的床邊坡上,隨著水深的增加,凈波浪功率的減。ǎ洌┚唠炔煌瑤缀涡螤畹恼{(diào)節(jié)襟翼的三個??示例…】??Fig.?1.4?(a)?The?offshore?Oyster?1?device(b)?General?schematic?of?the?Oyster?concept?(c)?Reduction?in?net??wave?power?with?water?depth?over?various?bed?slopes?(d)?Three?examples?of?tuned?flaps?with?very?different??geometries?[41]??振蕩浪涌式波浪能轉(zhuǎn)換裝置(owsc)是其中一種波浪能發(fā)電技術(shù),它利用在水深??10-20m的近岸沿海地區(qū)中較強的水平波浪流體的粒子運動來進行發(fā)電。國外Whittaker??等人開發(fā)了一種名為牡蠣1號(Oyster?1)的波浪能發(fā)電裝置?1。它們通常被放置在海??底,主要是在浪涌中水平振
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]海洋資料浮標觀測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 王波,李民,劉世萱,陳世哲,朱慶林,王紅光. 儀器儀表學(xué)報. 2014(11)
[2]海洋探測技術(shù)與裝備發(fā)展探討[J]. 朱心科,金翔龍,陶春輝,初鳳友,趙建如,李一平. 機器人. 2013(03)
[3]國際海洋觀測技術(shù)發(fā)展趨勢與中國深海臺站建設(shè)實踐[J]. 李健,陳榮裕,王盛安,毛華斌,何云開,隋丹丹,謝強,施平,楊躍忠,王東曉. 熱帶海洋學(xué)報. 2012(02)
[4]深海高技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 高艷波,李慧青,柴玉萍,麻常雷. 海洋技術(shù). 2010(03)
[5]海洋觀測能力建設(shè)的現(xiàn)狀、趨勢與對策思考[J]. 李穎虹,王凡,任小波. 地球科學(xué)進展. 2010(07)
[6]海洋矢量聲場觀測浮標與潛標系統(tǒng)[J]. 鄒吉武,孫大軍,呂云飛. 聲學(xué)技術(shù). 2010(02)
[7]基于波浪能獲取的多關(guān)節(jié)仿生機器魚能源自給系統(tǒng)[J]. 董二寶,顏欽,張世武,楊杰. 機器人. 2009(06)
[8]現(xiàn)場波浪觀測技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用[J]. 左其華. 海洋工程. 2008(02)
[9]海洋監(jiān)測技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 朱光文. 氣象水文海洋儀器. 1997(02)
[10]我國海洋觀測技術(shù)的現(xiàn)狀、差距及其發(fā)展[J]. 朱光文. 海洋技術(shù). 1991(03)
本文編號:2982729
【文章來源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.3不同用于波浪能發(fā)電的理論模型??Fig.?1.3?The?models?of?ocean?sensor?networks?with?a?different?method??
優(yōu)點?紤]到波浪運動的固有特性,這種電磁發(fā)電方法為有效地收集波??能并為海洋監(jiān)測設(shè)備或傳感器供電提供了一種可行的方法。??Oyslcr?wave??,?energy?converter?j?hydroelectric??#?b?power?conversion?plant?—??V?.??i?c?d?I??!?I:?I??I?hi?1??50?40?30?20?10??I?water?depth?(in)??<?-????i???i??圖1.4振蕩浪涌式波浪能轉(zhuǎn)換器(a)海上Oyster?1設(shè)備(b)?Oyster?1概念的一般示意圖(c)在??不同的床邊坡上,隨著水深的增加,凈波浪功率的減。ǎ洌┚唠炔煌瑤缀涡螤畹恼{(diào)節(jié)襟翼的三個??示例…】??Fig.?1.4?(a)?The?offshore?Oyster?1?device(b)?General?schematic?of?the?Oyster?concept?(c)?Reduction?in?net??wave?power?with?water?depth?over?various?bed?slopes?(d)?Three?examples?of?tuned?flaps?with?very?different??geometries?[41]??振蕩浪涌式波浪能轉(zhuǎn)換裝置(owsc)是其中一種波浪能發(fā)電技術(shù),它利用在水深??10-20m的近岸沿海地區(qū)中較強的水平波浪流體的粒子運動來進行發(fā)電。國外Whittaker??等人開發(fā)了一種名為牡蠣1號(Oyster?1)的波浪能發(fā)電裝置?1。它們通常被放置在海??底,主要是在浪涌中水平振
r— ̄'?r\?h'?A^A"v"^1?<m>?<|v>??J?萎?Q???????????磉?I?1?J——??4?1?1?.1?L.?J??J?170?170.5?171?171.5?172?172.5?173?0?2?*?6?a?10?12?u?16?18?20?o?2???e?8?i〇?12?14?相?t8?2〇?231??i?Time?⑷?Tim?⑷?Tim?⑷?i??L???????x??????.......?1??圖1.5?a?(i)?L10波能轉(zhuǎn)換器(ii)遠洋測試以及(iii)電壓和電流輸出[42]1)?(i)烏普薩拉波浪能??發(fā)電裝置(ii)波能轉(zhuǎn)換器的概念圖(iii)實驗電壓與電流(iv)理論預(yù)測相比較??Fig.?1.5?a?(i)?L10?Wave?Energy?Converter,?(ii)?Open?ocean?testing?and?(iii)?the?output?of?voltage?and??currentJ42l;?b?(i)?The?Network?of?Uppsala?Wave?Energy?Converter?(ii)?Conceptual?drawing?of?the?wave??energy?converter.?Experimental?voltages?in?(iii)?and?compared?to?the?theoretical?predictions?in?(iv)??—些海上試驗已經(jīng)證明了波浪能發(fā)電裝置應(yīng)重視海上惡劣天氣以及大風(fēng)浪對海事??設(shè)備過大的沖擊作用問題。伊|如在風(fēng)暴期間,大量的設(shè)施被惡劣的海洋天氣所摧毀,從
【參考文獻】:
期刊論文
[1]海洋資料浮標觀測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 王波,李民,劉世萱,陳世哲,朱慶林,王紅光. 儀器儀表學(xué)報. 2014(11)
[2]海洋探測技術(shù)與裝備發(fā)展探討[J]. 朱心科,金翔龍,陶春輝,初鳳友,趙建如,李一平. 機器人. 2013(03)
[3]國際海洋觀測技術(shù)發(fā)展趨勢與中國深海臺站建設(shè)實踐[J]. 李健,陳榮裕,王盛安,毛華斌,何云開,隋丹丹,謝強,施平,楊躍忠,王東曉. 熱帶海洋學(xué)報. 2012(02)
[4]深海高技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 高艷波,李慧青,柴玉萍,麻常雷. 海洋技術(shù). 2010(03)
[5]海洋觀測能力建設(shè)的現(xiàn)狀、趨勢與對策思考[J]. 李穎虹,王凡,任小波. 地球科學(xué)進展. 2010(07)
[6]海洋矢量聲場觀測浮標與潛標系統(tǒng)[J]. 鄒吉武,孫大軍,呂云飛. 聲學(xué)技術(shù). 2010(02)
[7]基于波浪能獲取的多關(guān)節(jié)仿生機器魚能源自給系統(tǒng)[J]. 董二寶,顏欽,張世武,楊杰. 機器人. 2009(06)
[8]現(xiàn)場波浪觀測技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用[J]. 左其華. 海洋工程. 2008(02)
[9]海洋監(jiān)測技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 朱光文. 氣象水文海洋儀器. 1997(02)
[10]我國海洋觀測技術(shù)的現(xiàn)狀、差距及其發(fā)展[J]. 朱光文. 海洋技術(shù). 1991(03)
本文編號:2982729
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