浅谈波浪能发电过程中存在的问题

发布时间：2021-07-10 20:45

　　波浪能发电技术自20世纪问世以来便广受关注,其中关于波浪能发电装置的设计方案层出不穷,但是实际投入应用并能实现高效率发电的装置并不多见。针对当前波浪能转化成电能的过程中几个关键的步骤,结合波浪运动的原理,概述了常见的典型的波浪能发电装置在发电过程中存在的问题,总结了目前的波浪能发电装置不能大规模投入实际应用的原因。根据波浪运动的力学原理计算了波浪运动过程中携带的原始能量,原始能量需经过导能装置进行初次转化,再由导能装置传给发电机进行第二次转化并最终以电能的形式被收集。最后,根据上述过程中存在的问题给出了相应的建议。 

【文章来源】：新技术新工艺. 2020,(09)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

简谐正弦波运动要素图

振荡水柱式波浪发电装置一直是热门研究思路，该装置的最初设计方案是在水中修筑一个底部与海水相通、顶部与外部空气相通的空腔，空腔内有一定的气体，海水往复运动会使空腔内的气体上下振荡，振荡过程中将空气的动能传给能量转换器处的发电机。振荡水柱式波浪能发电装置按照固定方式与距岸边距离可以分为岸式和离岸式两类。常见的振荡水柱式波浪能转换装置如图2所示。该装置存在的问题主要有3方面：一是根据其转换原理，若想得到高速流动的空气动能，需要设计足够坚固的水下气室墙缓冲高速运动的波浪带来的能量，因此对建造的材料和技术以及设计结构的要求都很高；二是离岸式装置的问题主要体现在其材料的成本上，离岸式装置一般为钢铁结构，同时需要设计良好的系泊结构，电能的储存或者即刻使用都需要考虑，否则会造成能源浪费，进而导致总成本升高；三是转换效率低，目前成熟的振荡水柱式均采用wells透平技术，但是运行过程中的粘性损失、叶尖漏气损失以及余速损失都是不能忽略的技术问题。英国的LIMPET振荡水柱式波浪能发电站如图3所示。

该装置存在的问题主要有3方面：一是根据其转换原理，若想得到高速流动的空气动能，需要设计足够坚固的水下气室墙缓冲高速运动的波浪带来的能量，因此对建造的材料和技术以及设计结构的要求都很高；二是离岸式装置的问题主要体现在其材料的成本上，离岸式装置一般为钢铁结构，同时需要设计良好的系泊结构，电能的储存或者即刻使用都需要考虑，否则会造成能源浪费，进而导致总成本升高；三是转换效率低，目前成熟的振荡水柱式均采用wells透平技术，但是运行过程中的粘性损失、叶尖漏气损失以及余速损失都是不能忽略的技术问题。英国的LIMPET振荡水柱式波浪能发电站如图3所示。2.2 摆式导能装置

【参考文献】：
期刊论文
[1]浮岛式波浪能压电发电装置的结构设计与应用[J]. 申超男,杨翠竹,李磊.  造船技术. 2020(01)
[2]波浪能捕获及发电装置研究进展与技术分析[J]. 鄂世举,金建华,曹建波,郭壮,任钰雪,夏文俊,蔡建程,朱喜林.  机电工程. 2016(12)
[3]悬挂摆式波能发电装置聚波口的优化设计[J]. 訚耀保,张阳.  中国工程机械学报. 2016(05)
[4]一种阀式磁流体波浪能直接发电系统的研究[J]. 李建,赵凌志,刘保林,彭燕,沙次文,许玉玉,李然.  机床与液压. 2010(16)

硕士论文
[1]压电—电磁复合发电技术及其实验研究[D]. 刘承玺.哈尔滨工业大学 2012
[2]浮标式海浪发电装置的研制[D]. 李坤.哈尔滨工业大学 2012
[3]振荡浮子式波能转换装置性能的实验研究[D]. 李仕成.大连理工大学 2006



本文编号：3276633