漂浮摆—斜坡组合式波浪能发电装置:概念、实验与仿真研究

摘要

目前全球对能源的需求急速增长,其中对可再生能源的需求也越来越大.中国将成为全球能源消费第一大国,研发高效的可再生能源装备已刻不容缓.中国有大量的可开发的海洋波浪能,其中舟山附近海域的波浪能相当丰富.本文研发了适合舟山海域波浪条件的波浪能发电装置.具体研究内容包括以下几个方面:(1)从流体力学理论出发,采用斜坡将水平速度转化为垂向速度,设计了近岸固定式可适应潮位变化的波浪能发电装置.(2)进行了多种结构漂浮摆—斜坡组合的模型试验,找到了最佳结构方案,验证了漂浮摆原理的可行性.利用提升重物的方法获得了模型装置的一级波浪能捕获效率,成功通过液压装置将波浪能转化为电能.(3)建立了基于非稳态RANS的CFD仿真模型,分析漂浮摆式波浪能捕获模块的水动力性能.研究了在不同载荷情况下漂浮摆装置的能量输出情况,得到了装置在特定工况下的漂浮摆受力情况,为能量转化系统设计和装置设计制造提供参考.