振荡浮子式波浪能发电装置的仿真研究文献综述
2020-04-15 15:19:38
1.目的与意义(含国内外研究现状分析)
1.1背景
随着全球经济一体化的发展,促使着各国城镇化和工业化的不断推进,而随着各国现代化的进行,全球对能源的需求越来越大,但是煤炭、石油、天然气等化石能源经过数十年甚至上百年的毫无节制的大规模开采,其储量已不能满足现代社会的长期发展了。据《BP世界能源统计年鉴》发布的数据来看,全球的石油的储采比为50.2年,天然气已探明的储量只能满足生产52.5年,而煤炭的储采比只有39年。同时,科技的发展会推动生产的进步,往后我们对能源的需要只会越来越多,因此,上面的数据只是一个乐观的估计。在能源枯竭之前,寻找新能源成了我们迫在眉睫的任务。
与之相对应的,寻找新能源的另一个目的是解决碳排放问题,保护环境,保护地球。由于全球工业化和城镇化进程的加快,各国消耗了大量的化石能源,由此带了的问题是将大量的二氧化碳排放到了大气中,从而引起了全球变暖。前几年,全球变暖一度成为热门话题,甚至在国内引起过恐慌,后来证实不过是虚惊一场,但对于环境的保护,降低碳的排放却是我们必须解决的问题。因此,全球多个国家在2016年加入了《巴黎协定》,一起做出了承诺:从2020年开始,使本世纪全球平均气温上升幅度控制在2摄氏度以内,并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5摄氏度以内。作为一个发展中的大国,中国必须做出自己的表率。
1.2意义
海洋波浪能作为一种取之不尽用之不竭的无污染的可再生能源,是一种比较好的研究方向。相对于其他可再生能源,波浪能有以下几个优点:
- 波浪能的能量密度在可再生能源里是最高;
- 无污染,较清洁;
- 海浪能的季节性变化与温带气候的电力需求呈正相关;
- 波浪能能够长距离传播,而且能量损失较小;
- 据报道,波浪能装置能够发电时间达到90%,而风能和太阳能装置工作时间只有20%~30%。
因此,进行波浪能的有关研究有助于解决能源危机并实现低碳环保的目的。同时,作为开发利用波浪能的重要结构,振荡浮子式波浪能发电装置以其结构简单,较高的能量转换率和频率响应范围宽等特点正成为国内外研究开发的热点。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
作为较早期的尝试,日本研发的G-1T装置采用带有充气蓄能器的液压系统作为能量输出装置并于1980年在东京湾进行了海试。
1980年,挪威研发了浮标式振荡浮子装置,该装置主要由浮子、立柱和空气轮机组成。其中浮子为半径为1m的球体,可沿着立柱运动,立柱与海底铰接,浮子沿着立柱运动时带动上方的气轮机进行能量输出,该球形装置于1983年在特隆赫姆峡湾进行了海试。