振蕩浮子式波能裝置與波浪構(gòu)成了有阻尼的強迫振動系統(tǒng),其中波浪屬于激勵源,浮體為振子,系統(tǒng)以內(nèi)部阻尼的方式來采集波浪能。因此共振技術(shù)和相位控制技術(shù)是當(dāng)前用于提升振蕩浮子式波能裝置采集效率的兩種常用手段。浮體帶輪波能裝置是典型的振蕩浮子式波能裝置,前期物理模型實驗和仿真實驗研究發(fā)現(xiàn):共振技術(shù)難以有效提高浮體帶輪波能裝置的采集效率,為此,本文擬研究相位控制技術(shù)提升浮體帶輪波能裝置采集效率的可行性。本文主要研究工作如下:（1）浮體帶輪波能采集基礎(chǔ)理論的研究。根據(jù)后續(xù)實海況試驗海域參數(shù),以及海試樣機(jī)尺寸,選擇有限水深的線性波理論,推導(dǎo)了波能裝置寬度上的有限水深規(guī)則波的功率計算公式,通過比較浮體尺寸和波長的相對關(guān)系,選擇莫里森方程來計算浮體在波浪中所受到的波浪載荷。（2）浮體帶輪波能裝置物理模型相位控制實驗平臺的創(chuàng)建�；趲л啓C(jī)構(gòu)等效外置的思路完成浮體帶輪波能裝置物理模型的建立,基于PLC控制和電磁制動器完成了相位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計,基于數(shù)據(jù)采集卡和LabVIEW語言完成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計,推導(dǎo)建立了浮體帶輪波能裝置物理模型一級平均波能采集效率的計算方法。（3）浮體帶輪波能裝置物理模型相... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?Ｓｐａｒ浮標(biāo)模型（１：?１０比例）??２??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???形導(dǎo)桿底部裝一個大的水平阻尼擋板，碟形浮子與下部淹沒的圓柱導(dǎo)桿發(fā)生相對??運動，帶動液壓系統(tǒng)的活塞運動產(chǎn)生高壓油，驅(qū)動液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)并帶動發(fā)電機(jī)發(fā)??電，擋板的作用是通過增加周圍水的質(zhì)量來增加慣性，圓柱形導(dǎo)桿在裝置中起到??提供浮力的作用。２００８年９月，在西班牙北部的桑托菲亞海岸部署了一個４０千??瓦的原型機(jī)，己成功對該采集裝置進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電。??圖１－１?Ｐｏｗｅｒ?Ｂｕｏｙ樣機(jī)模型??ｏｗｅ振蕩水柱式波能裝置為典型的水壓式裝置，基于該裝置，提出來一種??名為Ｓｐａｒ的浮標(biāo)。它是一個完全軸對稱的裝置，由ＯＷＣ相對于浮標(biāo)的運動所??產(chǎn)生的氣流驅(qū)動著一個空氣渦輪，空氣渦輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。并可通過設(shè)??計管的長度來決定了內(nèi)水柱的共振頻率，基于這一概念，國外公司設(shè)計開發(fā)了好??幾種類型的波浪動力浮標(biāo)［１２，１３］。在２０１２年，里斯本高級技術(shù)研究所（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ??Ｓｕｐｅｒｉｏｒ?Ｔ＆ｎｉｃｏ）開發(fā)出Ｓｐａｒ浮標(biāo)的一個版本，其基本原理與上述浮標(biāo)一致，??并在英格蘭北部的ＮＡＲＥＣ進(jìn)行了比例為１：?１０的模型試驗，圖丨－２所示的傾斜??浮標(biāo)與Ｓｐａｒ浮標(biāo)有一些相似之處，由一個帶有三個傾斜浸沒尾管的浮標(biāo)組成，??這樣浮標(biāo)管組就可以在垂蕩和浪涌方向之間的夾角處進(jìn)行振蕩。??１??圖１－２?Ｓｐａｒ浮標(biāo)模型（１：?１０比例）??２??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???美國俄勒岡州州立大學(xué)（Ｏｒｅｇｏｎ?Ｓｔａｔｅ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）開發(fā)／一種由升降浮標(biāo)驅(qū)??動線性發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)［１５，１６＾如圖１－３，裝置由兩部分組成，一部分為水上漂浮浮??體，另一部分為水下的直線電機(jī)。其采集原理為直線電機(jī)固定在海底底部，并通??過繩纜與上方浮體相連，通過浮體吸收波浪能，帶動直線電機(jī)，直接將波浪能轉(zhuǎn)??化為電能，大大地降低了能量損耗。２００８年９月，該團(tuán)隊在俄勒岡州紐波特附??近部署了一架１０ｋＷ原型Ｌ－１０?（浮標(biāo)外半徑３．５?ｍ，導(dǎo)桿長度為６．７?ｍ），并進(jìn)??行了海試。??ｆｒ：，一??－ｗｒ??Ｉ?ｇｊｌｌ?■?ＳｇＤ〇Ｂ？??ＭＩ??圖１－３美國俄勒岡州州立大學(xué)的波能裝置??１．２．２國內(nèi)研究現(xiàn)狀??我國的領(lǐng)海面積大，擁有豐富的海洋資源，波浪能作為一種新型的海洋能源，??未來將在我國的新能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)極大比重，并且波浪能的開發(fā)與應(yīng)用將成為新??能源方向的熱點，這將進(jìn)一步推動我國海洋高科技技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。自從在２０１０??年成立國家海洋可再生能源專項，各大高校和科研機(jī)構(gòu)紛紛投入波浪能領(lǐng)域中。??早在２０世紀(jì)８０年代，中國科學(xué)院廣東能源１１７１所就設(shè)計了專門用于浮標(biāo)用燈的波??能裝置，并且這也是國內(nèi)唯一進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)銷售的波能裝置，如圖１－４所示。??該裝置累計銷售超過１０００臺，并且部分產(chǎn)品出口到英國、新加坡等發(fā)達(dá)國家。??Ｓｋｉ??圖１－４ＢＤ－１０２型浮標(biāo)供電波能裝置??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]波浪能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及方向[J]. 張亞群,盛松偉,游亞戈,王坤林,王振鵬.  新能源進(jìn)展. 2019(04)
[2]采用數(shù)值計算和OrcaFlex軟件對纜索張力函數(shù)的分析[J]. 張大朋,白勇,姬芬芬,徐顯明,朱克強.  石油工程建設(shè). 2019(02)
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[4]100 kW鷹式波浪能發(fā)電裝置“萬山號”實海況試驗[J]. 盛松偉,王坤林,吝紅軍,張亞群,游亞戈,王振鵬.  太陽能學(xué)報. 2019(03)
[5]淺談我國清潔能源的現(xiàn)狀與存在問題[J]. 朱義成.  綠色環(huán)保建材. 2019(03)
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[9]推動世界能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的中國智慧[J]. 程志強.  智慧中國. 2017(07)
[10]基于AQWA的半潛式平臺動力特性分析[J]. 張劍鋒,陳海泉,孫玉清,陳鑫陽,王生海.  船舶工程. 2016(S2)

碩士論文
[1]浮體鏈輪波能采集技術(shù)的研究[D]. 夏欣欣.山東大學(xué) 2019
[2]浮體繩輪波浪發(fā)電效率提升技術(shù)的研究[D]. 李亞軍.山東大學(xué) 2018
[3]振蕩浮子式波浪能發(fā)電技術(shù)研究[D]. 鄭明月.華南理工大學(xué) 2017
[4]基于LabVIEW的工業(yè)故障監(jiān)測系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉美珠.大連交通大學(xué) 2015
[5]漂浮式海浪發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)動力分析及控制研究[D]. 孫興旺.山東大學(xué) 2013



本文編號：3464274