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不同波能发电装置动力响应分析及性能优化研究文献综述

 2020-04-23 19:39:27  

1.目的及意义
近年来,由于环境问题的日益严重,能源作为人类生产生活和国家发展的重要资源,成为当今世界政治、经济、科技、军事、外交等各 个领域中所备受关注的热点。随着世界经济的快速发展、人口的迅速膨胀以及社会发展的需求,能源对于人类的生产和生活显得日益重要。同时,由于常见能源的过度开采而造成的资源匮乏、气候变暖和环境污染等问题也日渐显著。大力发展可再生能源,在保证经济可持续发展的前提下,减轻因过度开采而对人类生存环境造成的压力,推进人类发展质量已经成为世界的共识。在我们生活的地球上,表面积约为5.1亿平方公里,其中陆地面积为1.4亿平方公里,占总面积的29%,海洋面积达3.61亿平方公里,占总面积的71%。据估计,海洋能量约占世界能源总量的70%以上。海洋能是蕴藏于海水中的再生能源。海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能以及海上太阳能和风能等自然资源。其中波浪能是以动能形态出现的海洋能之一。汹涌澎湃的海浪蕴藏着极大的能量。据计算,在每平方公里的海面上,运动着的海浪大约蕴藏着30万千瓦的能量,全球波浪能功率超过700亿千瓦,其中可开发利用的为20亿~30亿千瓦。波浪能实质上是海洋在吸收了风能以后所产生的动能和势能,因此波浪能具有能量密度高、分布面广等优点,即便是在能源耗损较大的冬季,能加以利用的波浪能也是很充裕的,其利用前景十分可观。波浪能的主要利用方式是通过波浪能转化装置将其转换为电能,目前世界上主要发展和研制的波浪能发电装置有多浮子式、振荡水柱式、摆式、 聚波蓄能式、振荡浮子式、阀式等装置。一些装置原型已经大规模建造,并且在海中测试,但是,由于浮子式波浪能转换装置具有能量转换效率高、对海洋水动力环境的影响小、浮子形式灵活、结构形式 多样等优点,发展浮子式波能转换装置已经成为大多数海浪发电公司的主要技术方向。法国是对波浪能展开研究并设计波浪能发电 装置最早的国家,随后英国、日本、挪威、葡萄牙、美 国和中国等多个国家和地区相继加大开发与研究 相关的设备和装置的力度,这其中又以日本和英国 两国的波浪能开发与应用技术居于世界的领先水 平。利用波浪能发电的技术在经历了理论研究、装 置创造、实验室内部试验、外部实际检验等几个阶段后,目前波浪能发电装置的设计和建造难题已经基本解决,下一步的具体发展目标与任务将是降低装置建造与保养成本,提高装置发电效率以及其稳 定性与可靠性,使其能够达到商业化利用的规模。我国于1968年在上海开始了专门针对海洋波浪能源进行发电的研究与实验工作,并以此促进经济、科技与民生的发展,因此利用波浪能发电及其 装置的研究与制造工作也成为我国重点的科技攻关项目。由于国家的大力扶持,加上其极具潜力的商业价值,目前国内从事波浪能发电领域研究和制造的就有十几位,并涌现出一批达到世界水平的发电装置。 本文主要针对波能转换装置的工作原理、波能转换装置的关键技术,及波能转换装置的动力分析方法等方面对波浪能利用进行解读。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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设计的基本内容包括通过文献调查,掌握波能转换装置的发展历程、趋势和技术难点,同时熟悉波能转换装置的水动力分析的基本原理和方法;对比不同波能转换装置的发电原理,对波能转换装置进行简化,建立动力分析模型;通过三维势流软件,计算波能转换装置的水动力特性,分析浮体之间的水动力干扰特性;建立线性和非线性PTO模型和时域分析模型,分析波能转换装置的能量转化率。

目标是对比不同波能转化装置的能量转化效率,对波能转换装置进行优化设计。

拟采用三维势流软件对简化的波能转化装置模型进行处理,分析水动力特性,然后建立PTO模型和时域分析模型,分析波能转换装置的能量转化率3. 参考文献
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