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机械设计波浪能发电

发布时间:2020-10-07 点击:波浪能发电原理
  

  海洋波浪能发电新装置 ——上大 立题的目的和意义 ? 海洋波浪能是一种洁净无污染、蕴藏量丰富的可再生新能 源。我国海岸线漫长曲折,蕴藏着丰富的海洋波浪能资源, 开发和利用海洋波浪能,对于缓解我国能源危机具有重大 意义。 ? 我国至今开发的海洋波浪能不足可开发量的 1‰,海洋波 浪能作为一种清洁、可再生能源,开发潜力巨大。现有装 置的能量率不够高,应用不够普及,急需研究新的装 置来提高海洋波浪能。加强海洋波浪能发电站的推广应用。 波浪能 ? 波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。 ? 波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎 波面的宽度成正比。 ? 波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。 波浪能发电机: 将波浪能收集起来并转换成电能的波能装置 位 岸上 置 海里 运动型 装 置 震荡型 类 水流型 型 压力型 递能 形量 式传 机械传动 低压水力传动 高压液压传动 气动传动 缺点: 一、发电效率低; 二、发电不稳定,受天气条件影响大; 三、装置复杂,不便于大面积推广应用; 四、与海水接触,容易受到腐蚀,寿命有限; 五、装置的固定比较复杂,导致整体费用昂贵。 任务书 针对以上缺点,要求开发设计新的波浪能发 电装置。以潮汐(涌)的起伏或涌动为动力, 设计能够发电(回转运动)的原理方案。具 体要求如下: (1):河海自然; (2)能为不限; (3)寿命10年。 要求表 为河海自然 以波浪能潮流能等发电 发电方式为回转式电机 寿命10年 发电效率尽可能的高 装置尽可能简单 成本尽可能的低 必达要求 愿望 系统分析 抽象化: 设计把海洋波浪的动能和势能成电能的装置 振动 噪音 锈蚀 热能 技术系统: 动能 势能 装置 电能 海水 关键技术 ? 提能俘获的技术 ? 通过波浪绕射或折射的聚波技术 ? 通过系统与波浪共振的惯性聚波技术 ? 提高转换效率的技术 ? 可控叶片 ? 变阻尼 ? 整流 ? 定压 ? 提高能量质量的技术 ? 能量缓冲 ? 调励磁 方案设计 一、收集波浪能 一.点吸收(浮子)技术 二.浮球技术 三.叶片式 四.筏式技术 五.鸭式技术 方案设计 二、能量传递 机械传动 低压水力传动 高压液压传动 气动传动 杆状运动副 齿轮副 链传动 带传动 电机 示意 方案设计 三、附件设计 ?弹簧阻尼系统 要设计可调的弹簧阻尼系统,根据在当地气候条件,调节至合适的阻尼系统, 在水流平稳的情况能使得杆1和杆2之间周期性的运动。同时浮球上 下运动时杆2依然能够获得最大的运动速度。充分利用波浪的上下和左右运 动。 ?防腐蚀系统 利用原电池原理整个装置在海水中少受腐蚀。用微弱电流将整个装 置和电极的负极相连,减少整个装置在海水中的腐蚀,同时和海上接触 装置要用不锈钢材料。 ?固定装置 岸式电站易于建造,但捕捉的能量较离岸电站少,可采用收缩坡道技术, 漂浮电站需要整个装置的稳定性。 方案评价 优点: 1、采用机械结构装置相对简单; 2、可充分利用波浪的上下和左右运动; 3、固定不受; 4、有较长的使用寿命; 5、在波浪较小时候采用合适的弹簧阻尼装置储存能量,相对可以装 置供电的不间断性。 缺点: 1、机械结构灵活性不够; 2、能量率仍待提高; 3、不利于大面积应用发电。

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