面向工程开发的波浪能评估模型及其在中国海的应用研究
本文关键词：面向工程开发的波浪能评估模型及其在中国海的应用研究 出处：《中国海洋大学》2015年博士论文 论文类型：学位论文
更多相关文章： 中国海 波浪能评价 评估模型 高度计数据 ERA-Interim再分析数据
【摘要】：能源危机以及全球气候变化已经引起世界各国的普遍关注,为了解决常规能源短缺带来的能源问题以及碳排放导致的环境污染问题,各海洋大国大力开展了海洋可再生能源开发利用的研究。波浪能是一种最具开发潜力的海洋可再生能源,在开发利用波浪能资源之前需要对波浪能资源的储量和时空分布状况进行可靠的评估,该工作属于波浪能资源开发之前的基础性研究工作,对于波浪能资源的合理开发利用具有重要的意义。我国波浪能资源的评估研究起步较晚,对中国海(特别是近岸海域)波浪能资源的分布状况还缺乏系统全面的认识,无法为波浪能电站的建站选址和波浪能转换装置的设计提供有效的指导。针对这种情况,本文利用多种数据源(高度计数据、再分析数据)观测或者模拟的海浪场的结果,按照尺度由大到小的顺序,对中国海大尺度范围和中国海近岸小尺度区域的波浪能资源进行了详细分析,得到了对我国波浪能资源的开发利用、波浪能电站的规划选址、波浪能转换装置的设计有重要意义的一手参考资料。本文首先建立了两种考虑水深情况下的波功率密度的计算模型,有效的提高了波功率密度和波浪能资源计算的准确性。其次,建立了服务于波浪能电站建站选址和波浪能转换装置的设计和运行的评估模型。主要是提出了用于波浪能资源分析的数据资料的选择原则；设计了适用于波浪能电站建站选址的评价指标；设计了和波浪能转换装置的设计和运行有关的评价指标。然后,利用近6年AVISO多星融合的高度计数据,应用本文建立的评估模型,从波浪能资源的丰富程度、稳定性、总能量、安全性等方面对中国海大尺度范围的理论波浪能资源进行了详细分析：建立了一种理论波浪能资源和实际可开发波浪能资源的划分依据,首次对中国海实际可开发波浪能资源的分布状况进行了分析。为波浪能电站的建站选址提供了全面而有价值的参考依据。最后,利用近20年ERA-Interim海浪再分析资料,应用本文建立的评估模型,对中国海沿海岸线离岸50km一线的波浪能资源进行了总体评价,摸清了中国海近岸波浪能资源的总体状况；在中国海近岸连续划分了40个小区域,对近岸进行了遍历,选择了9个近岸波浪能资源的优势区域进行了重点研究,重点研究了和波浪能转换装置设计和运行有关的指标,包括波浪能传播的方向分布、总波能按波况的分布、最大波功率密度、总波能年际变化、波浪能的可采集率等,获得了一系列对中国海近岸波浪能电站建站选址、波浪能转换装置的设计和运行有重要指导意义的结果,填补了我国在此领域的空白,所得的结果为波浪能开发的实际工程应用提供了重要的参考,对于推动我国波浪能资源的开发利用而言具有一定的实际应用价值。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P743.2
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，本文编号：1320042
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