隨著人類對海洋戰(zhàn)略地位、海洋資源開發(fā)、海洋科學(xué)研究價值認(rèn)識的深化,世界各國對海洋的關(guān)注已經(jīng)提高到前所未有的戰(zhàn)略高度,智慧海洋是未來發(fā)展的主要趨勢。盡管可以通過衛(wèi)星、艦船和潛艇等手段來完成海洋資源勘測、海洋環(huán)境監(jiān)測和海域安全保障等重要任務(wù),但是這些手段都無法長時間、近距離、無縫隙和實(shí)時地完成這些任務(wù)。而物聯(lián)網(wǎng)時代的到來解決了這一技術(shù)難題,海洋無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為完成這些重要任務(wù)提供了可能的解決方案。水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要以聲波為無線傳輸?shù)奈锢磔d體,通過散布在廣闊波浪域的各類靜態(tài)、動態(tài)傳感器節(jié)點(diǎn)收集信息,集數(shù)據(jù)獲取、傳輸、處理和融合等功能為一體,是分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。然而,更替分布廣泛的海洋傳感器使用的電池,無疑成為巨大的工作量。因此,波浪能采集技術(shù)成為解決這一問題的優(yōu)選方法。摩擦納米發(fā)電機(jī)是利用摩擦起電和靜電感應(yīng)耦合作用將環(huán)境中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為儲存的電能的新型能量收集技術(shù)。可以為微型電子器件供電,并在化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物研究等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于其具有可收集低頻能量并且具有高輸出特性,易于制備以及造價低等特點(diǎn),摩擦納米發(fā)電機(jī)已經(jīng)被應(yīng)用于收集波浪能。本文基于垂直接觸分離式摩擦納米發(fā)電機(jī)原理提... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２振蕩水柱式發(fā)電裝置??Ｆｉｇ．?１．２?Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ?ｗａｔｅｒ?ｃｏｌｕｍｎ?ｔｙｐｅ?ｐｏｗｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ??

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???振蕩水柱式裝置最大的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)電機(jī)部分與外界不直接連接，避免與海波浪的接觸，??故障率低，同時可以制作體積較大的發(fā)電裝置，從而獲得較大的能量輸出；然而，振蕩??水柱缺點(diǎn)也很明顯，除了其造價非常昂貴，同時轉(zhuǎn)換效率也比較低［２２］。??（２?）振蕩浮子式波浪能轉(zhuǎn)換裝置??振蕩浮子技術(shù)是利用波浪能推動裝置內(nèi)部的部分組件往復(fù)運(yùn)動，驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)或者??裝有中間介質(zhì)的液壓系統(tǒng)從而驅(qū)動電磁發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，如圖１．３所示。與其他波浪能??裝置相比，振蕩浮子式主要有以下幾個優(yōu)勢：首先，因?yàn)槠渑c波浪直接接觸，能量轉(zhuǎn)換??次數(shù)少，中間的能量損失減小，所以轉(zhuǎn)換效率有大幅度的提高；其次，振蕩浮子式裝置??體積相對較小，對環(huán)境的影響可忽略不計；而且，振蕩浮子式裝置形式靈活，可以結(jié)合??水位條件進(jìn)行點(diǎn)陣化設(shè)計排布，總功率與浮子個數(shù)相關(guān)，結(jié)構(gòu)形式多樣，同時受波浪影??響校振蕩浮子式的缺點(diǎn)同樣是造價比較高，且安裝程序較為復(fù)雜［２３］？??Ｗ?ｔｔｌ＾?＾?Ｉ?；?＞?ｖ?■?？?ｍ??圖１．３振蕩浮子式發(fā)電裝置??Ｆｉｇ．?１．３?Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ?ｆｌｏａｔ?ｔｙｐｅ?ｐｏｗｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??（３?）越浪式波浪能轉(zhuǎn)換裝罝??越浪技術(shù)是利用渠道將海水引流至髙位水庫形成高度差（水頭），利用高水位下落產(chǎn)??生的動能驅(qū)動葉輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。越浪式裝置相對其他形式的裝置明顯的優(yōu)勢是可以提??供穩(wěn)定的水位差，將不穩(wěn)定無規(guī)律的波浪能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定且平穩(wěn)輸出的能量，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成??的電能也可以穩(wěn)定輸出。越浪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就是如上所述可以提供穩(wěn)定的電能輸出，而缺??點(diǎn)也很明顯，越浪式波浪能發(fā)電裝置對水

?Ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｃｏｎｔａｃｔ－ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?Ｉ?ｆ?Ｃｏｎｔａｃｔ－ｓｌｉｄｉｎｇ?ｍｏｄｅ?＼??Ｉ?ｍ〇ｄｅ?Ｉ?Ｉ?！??ｉ???■?ＨＲＨＨ??（ｃ），??（ｄ）??￣Ｓｉｎｇｌｅ－ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｍｏｄｅ￣￣?；?｜?Ｆｒｅｅｓｔａｎｄｉｎｇ?ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃ－ｌａｙｅｒ?｜??■?????？?１?ｍｏｄｅ?１??２｜?ｉ?＾?Ｉ１＾！：??ｓ??＾?＾?、?Ｌ－＾ｃ＝Ｊｒ：ｒ：｜＿?＿?？??圖１．４摩擦納米發(fā)電機(jī)的四種工作模式??Ｆｉｇ．?１．４?Ｆｏｕｒ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｍｏｄｅｓ?ｏｆ?ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｔｉｃ?ｎａｎｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ??（ａ）垂直接觸－分離模式摩擦納米發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)??摩擦納米發(fā)電機(jī)的應(yīng)用最早同樣也是最多的就是垂直接觸－分離模式。垂直接觸－分??離式ＴＥＮＧ由兩個不同的電介質(zhì)薄膜和附在薄膜外的電極組成，如圖１．４（ａ）所示。兩種??不同材料接觸摩擦產(chǎn)生感應(yīng)電荷，由于外力作用導(dǎo)致材料周期接觸摩擦從而產(chǎn)生交流電。??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]以智慧化手段建設(shè)環(huán)保型海洋牧場——訪江蘇巴威工程技術(shù)股份有限公司總工程師 何文秀[J]. 戈晶晶,丁日忠.  中國信息界. 2019(05)
[2]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)
[3]直驅(qū)波浪能發(fā)電系統(tǒng)綜述[J]. 洪岳,潘劍飛,劉云,王璨,李燦,付鵬飛.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2019(07)
[4]振蕩水柱氣室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計對比[J]. 杜小振,王國全,趙巖,柳敘強(qiáng).  船海工程. 2018(05)
[5]基于比較性研究的海洋信息化中“智慧海洋”的構(gòu)建[J]. 陳朋偉,栗俊杰,劉邦凡.  中國集體經(jīng)濟(jì). 2018(30)
[6]浮力擺式波浪能發(fā)電裝置時域研究[J]. 李松劍,潘衛(wèi)明,劉靖飆,李威,蔡勇,楊欣.  太陽能學(xué)報. 2017(02)
[7]波浪能發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 劉延俊,賈瑞,張健.  海洋技術(shù)學(xué)報. 2016(05)
[8]振蕩水柱式波浪發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計與開發(fā)[J]. 包興先,吳州淼.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2016(09)
[9]波浪能發(fā)電裝置的發(fā)展與展望[J]. 姚琦,王世明,胡海鵬.  海洋開發(fā)與管理. 2016(01)
[10]波浪能發(fā)電裝置綜述[J]. 王世明,楊倩雯.  科技視界. 2015(28)

博士論文
[1]變體全柔性翼撲動推進(jìn)水下航行器設(shè)計與研究[D]. 劉龍.南京航空航天大學(xué) 2017

碩士論文
[1]剪切流中柔性板擺動的數(shù)值研究[D]. 方振.華中科技大學(xué) 2019
[2]智慧漁業(yè)背景下智慧型海洋牧場發(fā)展研究[D]. 朱文東.浙江海洋大學(xué) 2019
[3]海洋牧場智能監(jiān)測與對象識別的研究[D]. 王德宇.大連理工大學(xué) 2018
[4]藍(lán)鯊三維建模及其流固耦合受力特性研究[D]. 劉習(xí)武.上海海洋大學(xué) 2017
[5]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



本文編號：3237826