越浪式波能发电装置的能量获取系统设计研究

摘要

海洋能特别是波浪能的开发利用越来越引起各国学者的兴趣，波浪能的开发利用能够缓解目前一次性能源的过度消耗，并且波浪能属于绿色能源，对环境保护也有重大益处。我国沿海岛屿众多，远海小岛远离大陆能源得不到供应，所以这些小岛上都没有人居住，从陆地运送资源成本太高，而本文的小型的越浪式波能发电装置能够解决这一难题。
　　本文的小型装置具有能量转换量大、转换效率高、适应性好等特点，制作成本低，特别适用于远陆小岛。在现有小型波能发电装置的基础上，创新的提出了采用共振的方法来提高发电装置的势能转换量，从而可以采用更大水头的水轮机。众所周知，现有的越浪式波能发电装置都是岸式或者紧紧地锚固到海底，在某一潮汐平面上，现有的这种装置确实能够有效的发电，但是，由于潮起潮落，海平面的高度差变化很大，海平面较高时，海水将完全浸没发电装置，此时波能发电装置将不起作用。本文采用的共振式波能发电原理，装置将随着海平面起伏，即便是有潮汐存在，发电装置仍旧能够提供较高的发电效率。
　　本文的模拟采用两款流体仿真软件，AQWA和Flow-3D，用这两款软件的联合仿真，解决了单一软件不能解决的问题。首先，利用现有的小型波能发电装置的尺寸．只改变重心控制角的大小，利用AQWA软件进行共振的仿真，获得重心控制角的大小，重心控制角的影响非常重大，过低的重心控制角不能使系统共振，对装置的波能转换量不能提高，然而过高的重心控制角会引起装置的倾覆，使系统不稳定，如何得到合适的重心控制角是本文的重要贡献。然后，固定重心控制角的值，利用Flow-3D软件优化装置中的其他参数。
　　在本文中，得知对装置越浪量影响最大的参数为干舷高度和装置表面斜率。而其它的参数，淹没深度，内外径，导流槽个数等，属于辅助参数，确定了主要影响参数之后，再确定辅助参数，提高了优化的可靠性。本文建立了装置的越浪一出水的水力模型，验证该模型能够准确的描述装置的越浪一出水情况。通过三维模拟和现有装置比较，验证出本系统能够较大的提高装置的发电量。
　　本文完成了对越浪式波能发电装置越浪系统的参数优化设计，并结合同门师兄的对于出流系统的参数优化，设计出了越浪式波能发电装置的基本尺寸。其后，需要对其装置安装及电力储存进行进一步的研究，使之适应商业化的要求。

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1 绪论

2 能量获取系统的理论依据

3 能量获取系统的聚波参数的优化

4 能量获取系统振动参数的优化设计

5 结论与展望

参考文献

附录

致谢

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