波浪能

摘要： 为了解决振动水柱式波浪能转换装置收集多向波浪问题,本文设计了半球形多向聚合波道振荡水柱气室结构,以适合远海单点波浪能采集和发电.在规则波正向入射条件下,基于流体仿真分析软件(FLUENT)、流体动力学连续性假设和粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程(Navier-Stokes方程)建立半球形振荡气室和三维数值波浪水槽模型.仿真结果表明:增设气室后壁,合理设计波道开口角度实现多向迎波捕获波浪能,优化前壁形状可降低波浪触底反射带来的能量耗散,同时提高了气室内空气压强和出气口速度,有效提升波浪能俘获效率,为后续发电的二次能量转换提供高效的空气动力.

摘要： 为解决浮标的能源供给问题,文章综合振荡浮子波浪能发电技术和振荡水柱波浪能发电技术,设计了一种四浮子周向均布的、多维的、双俘获方式的波浪能供电浮标,并通过物理模型试验,研究了浮标的俘获宽度比和水动力学性能。试验结果显示,振荡浮子波浪能发电技术在规则波下的最高俘获宽度比可达40%,而振荡水柱波浪能发电技术在规则波下的最高俘获宽度比仅为7%。根据试验结果,优化了浮标的结构、俘获系统、能量转换系统和锚泊系统的设计方案及参数。基于重力相似准则,结合预投放海域的海况,开展了实海况样机的俘获系统及能量转换系统的设计。

摘要： 为实现建造、运行和维护等方面的资源共享,将振荡水柱(oscillating water column,简称OWC)波能转换装置与现有海工结构集成耦合,已成为目前海洋波浪能转换利用的热点问题。以集成于方箱防波堤的双气室OWC装置为研究对象,借助开源代码平台OpenFOAM和造/消波工具箱waves2Foam,采用流体体积法(VOF)捕捉自由面和6自由度(6DOF)动网格求解器模拟垂荡运动响应,对在不同规则波作用下,中墙相对宽度、中墙相对吃水对装置波能转换效率及水动力特性的影响进行数值研究。结果表明,较大的中墙相对宽度能够增强装置的波能转换效率(ξ_(total)(max)=73%)、降低结构物的相对垂荡位移并对装置前后气室内水柱的振荡幅度与压强变化产生影响;增加中墙相对吃水能显著提高气室在中高频波段波能提取效率(ξ_(total)(max)=78%),并显著拓宽气室的高效频率带宽(0.9≤ω^(2)h/g≤2.2)。

摘要： 针对波浪运动的随机性和分散性,本文设计了一种四鹰头周向均布波浪能浮标模型,利用重力式蓄能器将俘获的波浪能转换为重力势能。在造波水池内对试验装置在不同波况下的出力、能量转换效率、姿态稳定性进行了试验。结果表明:在最优波况和负载的规则波、不规则波试验中,模型的最大俘获效率分别高达46%、28%,验证了设计的合理性,为下一步基于该模型试验数据推导计算实海况装置关键参数和优化设计奠定了基础。

摘要： 为长期、有效地治理近岸海域海漂垃圾,解决人工收集近岸海漂垃圾效率低的问题,研制出以波浪能/太阳能为动力,由V字型浮围栏和垃圾收集系统两部分组成的近岸海漂垃圾自驱动收集装备。现场试验结果显示,布放此装置后,海滩海洋垃圾的单位面积数量由原来的每平方米0.53个降为0.17个,单位面积质量由37 g·m^(-2)降为12 g·m^(-2),海滩环境质量由较差/差上升为中等。表明该装备可实现近岸海漂垃圾的自动、长期、有效治理。

摘要： 为了充分利用波浪、潮流等海洋可再生能源,针对海洋能资源丰富的海岛电网,文中提出了以消纳率最优为目标的海洋能发电资源优化配置方法。首先,采用高斯混合模型(GMM)描述海洋能发电的随机波动性,并生成出力场景;其次,以海洋能消纳率最优为目标构建了海岛电网的海洋能发电资源优化配置模型;然后,对渗透率、消纳率及源荷匹配度3个指标进行综合分析,获得最优配置方案;最后,基于实际海岛负荷、波浪和潮流数据构建了海洋能发电资源优化配置算例,并重点分析了资源优化配置过程中渗透率约束的取值范围。结果表明:在不同的渗透率约束下,源荷匹配度呈现先升后降的趋势;在最优渗透率约束取值范围内,GMM出力场景与实测数据场景的优化配置结果相差不大且趋势一致,验证了GMM生成海洋能出力场景的有效性。

摘要： 设计了基于往复式运动的悬浮波浪能发电装置,系统装置采用单向齿轮组系统,单向驱动负载,反向空转,将浮体的上下往复运动转换成发电机转轴的单向旋转,提高了系统的响应速度;系统采用悬浮结构装配,节省了系泊费用;同时,针对浅水波区域的波浪函数模型,进行了解析计算.此外,对波浪能发电装置样机进行定性试验测试,结果表明,波浪能发电发电装置样机可成功驱动20 W灯泡点亮.

摘要： 能源需求的不断增加以及环境问题的日益凸显迫使人们在环境中寻求清洁能源。该文提出了一种新型拱式能量采集器,能有效利用波浪的振动能量。从拱式振动能量采集器的工作原理分析能量采集的可行性,采用Comsol建立了拱式能量采集器的有限元计算模型,分析周期荷载作用幅值、激励频率、负载电阻、压电片位置和基础层材料等参数对能量采集器压电性能的影响,确定采集器的最优设计参数。

摘要： 本文应用第三代海浪模式SWAN模型,构建出中国南海大万山岛海域的数值波浪场,驱动风场则采用由CCMP大气模式提供的当地卫星风场数据,对“长山号”波浪能发电装置海试期间的有效波高、平均周期等海浪要素进行数值模拟。此外,将数值模拟得到的波浪参数与仪器的现场实测数据进行对比,分析了SWAN模式中底摩阻、波浪破碎、风能输入与白浪耗散等参数对模拟结果的影响,最终得到了适合该海域数值模型的最佳参数配置,并将优化后模型提取的波浪参数带入波浪能公式计算了装置输入的波浪功率。研究成果可为利用数值模拟方法计算波浪能发电装置的输入能量提供参考。

摘要： 针对目前东海海域的各种海洋牧场现代化养殖推进过程中无法连续有效地采集环境参数,导致浅海物联网难以保持持续稳定工作的情况,提出了一种基于波浪能的传感设备自充电装置的设计方案。该方案结合了东海浅海海域养殖环境、养殖方式的特点,具备一定的可复制性。

摘要： 本文就圆柱形振荡浮子式波浪能收集装置的水动力学特性展开研究.采用基于开源平台OpenFOAM开发的船舶与海洋工程CFD求解器——naoe-FOAM-SJTU,对圆柱式发电装置在规则波作用下的运动性能进行了数值模拟.根据振荡浮子式发电装置的特点,分析了圆柱形浮体的波浪响应,并与试验进行对照.分别模拟了单个浮体和两个浮体在波浪中运动情况,并对两个浮体的相互作用进行了分析,比较了在不同条件下浮体运动特点.引入阻尼效应,来模拟发电机对于圆柱形浮体在波浪中运动的影响,并对理论波浪能转化效率进行了探讨.

摘要： 随着世界化石能源供需矛盾的加剧和温室气体过量排放引起的全球变暖,发展清洁能源和减少碳排放已成为全球发达国家和发展中国家能源战略的重要部分.近年来,海洋可再生能源也成为各国能源战略的重要内容.在海洋可再生能源中,波浪能作为清洁、稳定、高品位的资源备受瞩目.本文介绍了我国波浪能技术装置现状及产业化进展,分析了发展波浪能对我国海洋经济的影响,并对加快波浪能产业化发展提出一些建议.

摘要： 为更好地了解掌握海洋可再生能源捕获、转换以及利用装备技术的发展现状与趋势,推进该技术的发展与多方协作.在总结已有科技文献的基础上,结合2012年与2013、2014年分别召开的国际海洋可再生能源以及中国海洋可再生能源发展年会相关报告,重点分析了潮流能、波浪能发电技术的国内外发展现状.在此基础上,针对海洋可再生能源捕获、转转以及利用技术现存需要进一步解决的共性问题进行了探讨.

摘要： 利用波浪能推进是目前研究的热点,利用波浪中水翼上下振荡产生推力是利用波浪能推进一个重要方式.本研究采用艏部安装了振荡水翼的目标船,在耐波性水池开展了波浪中利用振荡水翼辅助船舶推进的模型试验研究.试验结果表明艏部安装了振荡水翼的目标船在波浪中具有很好的推进效果,其前进速度和推力随着波长的增加先增大后减小,且受波高影响明显.本试验验证了波浪中水翼振荡产生推力的可行性,为利用波浪能辅助船舶推进方案设计提供了重要的参考.

摘要： 波浪能以俘获波的形式沿大洋海脊传播至远场地区,因其特殊的运动方式,其传播速度较传统的浅水波传播速度慢很多.基于线性浅水近似,推导了无限长理想的双曲余弦平方的海脊上俘获波的解析解,并分析了俘获波在海脊上的运动规律.俘获波沿着双曲余弦平方海脊的正负方向为行进波,垂直海脊方向为驻波,且各模态的最大波幅均在脊顶处并向两侧衰减,模态越高,波幅的衰减速度越慢.

摘要： 英国是海洋经济强国,近年其海洋可再生能源产业在国家支持政策的利好下得到迅速发展,逐渐形成在世界海洋能源产业链中的优势地位.本文简要总结了英国对海洋能产业的支持促进政策,集中关注其产业发展的最新动向.在紧密跟踪国际海洋能产业动态进展的基础上,本文着重呈现了英国在波浪能、潮流能和海上风电三个重点发展领域的最新成就和项目进展情况,以期为中国海洋能产业的健康发展和中英海洋能合作的开展提供参考和借鉴.

摘要： 针对振荡圆柱浮体垂荡和纵摇二自由度的运动和捕获功率进行了仿真,研究了圆柱浮体在线性波作用下,垂荡和纵摇附加质量、辐射阻尼和波浪激励力随频率的变化.在功率输出线性阻尼的假设下,研究了浮体垂荡和纵摇运动幅值和捕获功率随频率的变化.研究结果表明圆柱浮体在规则波作用下,附加质量和辐射阻尼与频率直接相关,在一定频率范围内辐射阻尼有峰值,高频和低频趋于零.垂荡激励力随频率增大而减小,纵摇激励力矩在低频和高频段趋于零.圆柱浮体垂荡振幅有峰值,低频段振幅趋于稳定,随频率增大振幅逐渐下降趋于零.在外阻尼系数一定的情况下,在入射波频率为1.2rad/s时浮体垂荡最大捕获的功率为86.8kW,纵摇幅值和纵摇捕获的功率相对比较小.

摘要： 为解决海上偏远而分散的小功率用电设施的供电问题,探究潮流能与波浪能耦合发电的可行性,满足耦合发电轮机在耐久性、初级高效获能以及低成本和安全性等方面的要求,设计了一种新型波浪潮流耦合发电轮机.该发电轮机的主体结构由复合式导流罩、叶片轮机、固定式尾舵、发电机和浮子五部分组成,本文详细阐述了该发电轮机的机械设计过程及其结构优化设计思路,并针对叶片轮机进行了水槽性能试验分析.分析结果验证了该装置设计的合理性与科学性.

摘要： 垂荡式波浪浮子射流装置是将底层水体向表层提升,促进海洋水体垂向混合的装置.建立了垂荡浮子间歇射流提升装置水动力行为的二维数学模型,对浮子的垂荡位移、速度和进出口流量的时间变化过程进行了计算分析,发现浮子的垂荡位移、速度和射流流量呈周期性变化,浮子的垂荡位移小于入射波波高,浮子上行位移小于下行位移.浮子射流流量呈周期性变化,进、出水口流出流量峰值比较接近,进水口进水流量峰值大约为流出流量峰值的2倍左右,进水口流入的流量大于出水口流出的流量;进水口流入流量和流出流量(漏水)都较大,两者的差值与出水口流量的差值一致,遵守质量守恒定律.研究结果可以为垂荡式波浪浮子射流装置的工程应用提供一定的参考依据.

摘要： 垂荡式波浪浮子射流装置是将底层水体向表层提升,促进海洋水体垂向混合的装置.建立了垂荡浮子间歇射流提升装置水动力行为的二维数学模型,对浮子的垂荡位移、速度和进出口流量的时间变化过程进行了计算分析,发现浮子的垂荡位移、速度和射流流量呈周期性变化,浮子的垂荡位移小于入射波波高,浮子上行位移小于下行位移.浮子射流流量呈周期性变化,进、出水口流出流量峰值比较接近,进水口进水流量峰值大约为流出流量峰值的2倍左右,进水口流入的流量大于出水口流出的流量;进水口流入流量和流出流量(漏水)都较大,两者的差值与出水口流量的差值一致,遵守质量守恒定律.研究结果可以为垂荡式波浪浮子射流装置的工程应用提供一定的参考依据.

摘要： 一种波浪发生器系统(1)，包括连续且细长的屏障(4)，该屏障具有面向配备有第一暗礁(12)的第一水体(2)的正面(4a)和面向配备有第二暗礁(15)的第二水体(3)的背面(4b)。屏障(4)能以蛇形移动的方式沿整个长度(L)移动，并且正面(4a)和背面(4b)将水从水体(2，3)推向相应的暗礁(12，15)以在第一水体(2)和在第二水体(3)中形成波浪。

摘要： 本发明涉及波浪发电领域，尤其涉及一种波浪发电机组、波浪发电装置及其波浪发电模块。其中，波浪发电模块包括漂浮体，与漂浮体相对固定设置有直线导轨，直线导轨上导向安装有配重块，在漂浮体受到波浪的冲击而摆动时，配重块能够在惯性作用下沿直线导轨来回移动，直线导轨的至少一端设置有发电单元，发电单元包括发电机，配重块上连接有传动件，传动件与发电机的输入端传动连接，在漂浮体受波浪冲击时配重块沿轨道直线移动，传动件直线动作并传递给发电机动力进行发电。本发明的波浪发电模块的配重块与传动件直接连接，这样由波浪传递给配重块的动能能够更多的转化为电能，提高了能量转化的效率，降低了维护和使用成本。

摘要： 一种波浪发生器系统(1)，包括连续且细长的屏障(4)，该屏障具有面向配备有第一暗礁(12)的第一水体(2)的正面(4a)和面向配备有第二暗礁(15)的第二水体(3)的背面(4b)。屏障(4)能以蛇形移动的方式沿整个长度(L)移动，并且正面(4a)和背面(4b)将水从水体(2，3)推向相应的暗礁(12，15)以在第一水体(2)和在第二水体(3)中形成波浪。

摘要： 本实用新型涉及一种波浪发电单元、波浪发电装置及波浪发电机组。波浪发电单元包括漂浮体，漂浮体内铰接连接有摆杆，摆杆的下端连接有重物，上端通过传动机构连接有发电机，在漂浮体受到波浪冲击而摆动时，重物在自身惯性的作用下与漂浮体发生相对摆动，传动机构将摆杆输出的动力传递给发电机并进行发电，漂浮体内固定设有与重物的摆动轨迹相对应而在重物摆动过程中提供支撑的支撑轨道。重物在相对于漂浮体的惯性摆动过程中能够被支撑轨道所支撑，这样摆杆不再承受或不完全承受重物的重力，消除了摆杆折断的隐患，提高了发电单元的使用寿命，降低了维护成本。

摘要： 本实用新型涉及波浪发电领域，尤其涉及波浪发电机组、波浪发电装置及其波浪发电模块。其中，波浪发电模块包括漂浮体，与漂浮体相对固定设置有直线导轨，直线导轨上导向安装有配重块，在漂浮体受到波浪的冲击而摆动时，配重块能够在惯性作用下沿直线导轨来回移动，直线导轨的至少一端设置有发电单元，发电单元包括发电机，配重块上连接有传动件，传动件与发电机的输入端传动连接，在漂浮体受波浪冲击时配重块沿轨道直线移动，传动件直线动作并传递给发电机动力进行发电。本实用新型的波浪发电模块的配重块与传动件直接连接，这样由波浪传递给配重块的动能能够更多的转化为电能，提高了能量转化的效率，降低了维护和使用成本。

摘要： 本发明涉及一种波浪发电单元、波浪发电装置及波浪发电机组。本发明的波浪发电单元包括能够在波浪的推动下随波浪摆动的漂浮体，漂浮体上设有至少一个发电机构，发电机构包括相对转动装配在漂浮体上的摆杆，摆杆的下端固连有重物，摆杆的上端铰接连接有传动件，发电机构还包括发电机和铰接连接在漂浮体上的摆动件，传动件与摆动件导向移动配合以使漂浮体相对于摆杆摆动时摆杆能够将摆杆的摆动转化为传动件相对于摆动件的直线运动，并驱动发电机工作发电，这样就能够利用波浪能进行发电，该装置结构简单，能量转化效率高、利于推广应用。

摘要： 本发明涉及一种波浪发电机组及波浪发电单元、波浪发电装置。波浪发电机组和波浪发电装置均设有波浪发电单元，波浪发电单元的漂浮体上设有用于与拉线或者相应的架体铰接连接的连接结构，以使漂浮体与拉线或者相应的架体铰接连接后漂浮体能够在波浪的推动下沿其铰接轴摆动，漂浮体上设有至少一个发电机构，发电机构包括转动装配在漂浮体上的摆杆，摆杆连有重物，摆杆的上端设有弧形段，还包括安装在所述漂浮体上的旋转发电机，旋转发电机的转轴与所述弧形段传动配合以使漂浮体摆动时旋转发电机能够沿弧形段往复运动并带动旋转发电机的转子转动发电，这样就能够将波浪能转化为电能，该波浪发电单元结构简单，转化效率高，成本较低。

摘要： 本发明涉及一种波浪发电机组及波浪发电单元、波浪发电装置。波浪发电机组和波浪发电装置均设有波浪发电单元，波浪发电单元的漂浮体上设有用于与拉线或者相应的架体铰接连接的连接结构，以使漂浮体与拉线或者相应的架体铰接连接后漂浮体能够在波浪的推动下沿其铰接轴摆动，漂浮体上设有至少一个发电机构，发电机构包括转动装配在漂浮体上的摆杆，摆杆连有重物，摆杆的上端设有弧形段，还包括安装在所述漂浮体上的旋转发电机，旋转发电机的转轴与所述弧形段传动配合以使漂浮体摆动时旋转发电机能够沿弧形段往复运动并带动旋转发电机的转子转动发电，这样就能够将波浪能转化为电能，该波浪发电单元结构简单，转化效率高，成本较低。

摘要： 本发明涉及一种波浪发电单元、波浪发电装置及波浪发电机组。本发明的波浪发电单元包括能够在波浪的推动下随波浪摆动的漂浮体，漂浮体上设有至少一个发电机构，发电机构包括相对转动装配在漂浮体上的摆杆，摆杆的下端固连有重物，摆杆的上端铰接连接有传动件，发电机构还包括发电机和铰接连接在漂浮体上的摆动件，传动件与摆动件导向移动配合以使漂浮体相对于摆杆摆动时摆杆能够将摆杆的摆动转化为传动件相对于摆动件的直线运动，并驱动发电机工作发电，这样就能够利用波浪能进行发电，该装置结构简单，能量转化效率高、利于推广应用。

摘要： 本发明公开了一种基于海面波浪区和深海稳定区海洋波浪能差动能量提取的波浪能发电单元，包括海面浮动平台、发电机组、传动机构与水轮机，所述的发电机组固定于海面浮动平台上，浮动平台漂浮于海面上，发电机组的转动输入端通过传动机构与水轮机相连接，所述的水轮机置于深海稳定区，还公开了由上述发电单元组成的发电系统及上述单元和发电系统中采用的水轮机，该发电系统抗台风能力强，绿色环保；该水轮机结构简单，成本低，稳定性好，非常适合大规模生产和应用。