面向航標的波浪能利用研究.pdf

1、本文依托大連市2009年度科技計劃項目(2009E13SF177),主要針對航標裝置的能源問題,進行新能源和可再生能源的研究和開發(fā)。目前航標裝置上利用的能源主要包括:陸地電池、柴油發(fā)電機等常規(guī)能源和太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等可再生能源,而對于儲量豐富、開發(fā)潛力深厚的海洋能卻利用甚少。本文重點研究在航標裝置上利用波浪能發(fā)電,實現(xiàn)裝置對電能需求的自給自足。
　　 首先,本文對傳統(tǒng)航標上利用波浪能發(fā)電的裝置,以及文獻中涉及的波力發(fā)電航標裝

2、置的結構和原理進行研究,分析其優(yōu)勢和弊端,同時結合大型波浪發(fā)電的成熟技術,綜合航標的特殊性和要求,提出利用液壓傳動和電磁發(fā)電技術相結合的設計思路。
　　 第二,分析研究現(xiàn)有波浪理論的適用范圍,確定以微幅波理論(Airy波理論)為本文研究的理論基礎。充分利用波浪特性,以AutoCAD軟件為工具進行波浪能利用航標裝置的設計。設計裝置包括波能吸收機構和波能轉換機構。波能吸收機構是采用浮子跟隨波浪垂向運動采集波浪能的結構形式；波能轉換機

3、構則采用液壓傳動和電磁發(fā)電相結合的混合形式,以達到提高裝置波能利用效率的目的。
　　 第三,在裝置結構設計的基礎上,重點對浮子式波能吸收機構和液壓傳動波能發(fā)電機構進行研究。分析不同形狀浮體所受波浪力作用的大小,從而確定浮子的形狀,同時利用浮子和波浪共振特性提高浮子的波能吸收效率,并由此確定浮子的結構參數(shù)。設計波能轉換機構的液壓系統(tǒng),并給出關鍵元件的選型原則。
　　 第四,對所設計系統(tǒng)進行建模,并利用MATLAB／SIMU