波浪能发电装置
波浪能发电装置综述
长期以来袁世界各地出现了形形色色的海洋波能转换装置袁其种 类是各种海洋开发装置中最多的袁 因此对它们进行分类的标准也很 多遥 按照工作的场所袁可以分为海岸式波浪能转换装置和海洋式波浪 能装换装置曰按照波浪能转换装置吸收波浪能的方式来分的话袁大略 可以分为垂直摆荡式尧空腔共振式尧压力式等遥
渊员冤浮体 用于安装发电设备袁使装置能浮于海面袁为漂浮式的波浪能发电 装置所必须遥 浮体必须具有一定的容积与浮力袁结构要坚固袁能耐海水 腐蚀袁外形能适应波浪环境曰还要能承载全部发电设备袁使整个装置浮 动于海面之上遥 渊圆冤波浪能接收器 用于接收或吸收波浪的能量遥 由于波浪能是一种散布在海面的低 密度能量袁故该部件尺寸要足够大袁或组成阵列袁以吸收较多的波浪 能遥 波浪能接收器吸收波浪能力的效率低是衡量整个装置性能优劣的 主要指标遥 渊猿冤波力放大器 这是由波浪能接收器所吸收的分散波浪能变成集中能量的设备袁 其作用是把波浪能接收器接收的分散的波浪能变成集中地能量遥 通常 用气筒尧油压泵尧水压泵等来完成遥 例如在气柱振荡式波浪能发电装置 中袁 需要把流经空气涡轮的气流速度加大袁 最多从 lm/s 左右提高到 lOOm/s袁才能驱动空气涡轮高速旋转袁带动发电机发电遥 渊源冤原动机一发电机 它们的作用是完成波浪能向电能的装换遥 原动机可用空气涡轮尧 液压马达尧水轮机等遥 发电机可用交流发电机袁也可用直流发电机遥 渊缘冤电器控制与自动控制设备
南鲲号兆瓦级漂浮式波浪能发电装置工作原理
南鲲号兆瓦级漂浮式波浪能发电装置工作原理哎呀，说起这个南鲲号，我得先提一嘴，这玩意儿可真是个新奇的玩意儿。
你知道吗，它是那种能在海上漂浮，靠波浪发电的大家伙。
我上次去海边玩的时候，就亲眼看到了这个大家伙，那场面，真是壮观得很。
首先，咱们得聊聊这个南鲲号是啥。
它其实是个兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置，听起来是不是挺高大上的？其实就是个大号的“波浪发电机”。
你可能会问，波浪怎么发电呢？别急，我慢慢跟你说。
这个南鲲号，它底下有好几个浮体，这些浮体随着波浪上下起伏。
想象一下，你小时候玩的那种弹簧玩具，你按下去，它就会弹起来，对吧？南鲲号的浮体也是这么个原理。
当海浪推着浮体上下动的时候，就会带动连接的液压系统，这个液压系统就像是一个放大器，能把浮体的小小动作转换成大动作。
这个大动作可不是白做的，它是用来推动发电机的。
你想想，海浪的力量得多大啊，这股力量通过液压系统放大后，就能让发电机转起来。
发电机一转，电就发出来了，这就是波浪能发电的基本原理。
我记得那天在海边，我看着南鲲号随着波浪起伏，那浮体上下动得可真有规律，就像跳舞一样。
我当时就想，这玩意儿得有多聪明的人才能想出来啊。
而且，你别看它动得挺欢，其实它对海洋环境的影响很小，因为它不像风车那样需要固定的地基，它就在海上漂着，不会破坏海底的生态。
说到这儿，我得提一下，这个南鲲号还有个挺厉害的地方，就是它能自我调节。
海浪大的时候，它就多发电；海浪小的时候，它就少发电。
这就像是个智能的家伙，懂得根据情况调整自己。
最后，我得说，这个南鲲号真是个了不起的发明。
它不仅让我们看到了科技的力量，还让我们对海洋的利用有了更多的想象。
下次你去海边，如果有幸看到南鲲号，别忘了多看两眼，感受一下这个海上的“舞者”是如何用波浪跳着发电的舞蹈。
波浪能发电装置工作原理
波浪能发电装置工作原理你知道吗，大海里藏着一种神秘的力量，那就是波浪能。
它就像是大海里的“隐形发电机”，无时无刻不在默默地为地球贡献着能量。
今天，咱们就来聊聊波浪能发电装置的工作原理，看看它是怎么把这股“海浪劲儿”变成咱们能用的电的。
想象一下，你站在海边，看着海浪一波接一波地涌来，那场面，真是壮观极了。
其实，这些海浪里头，蕴含着巨大的能量。
波浪能发电装置，就像是给大海安装了一个“能量转换器”，它能把海浪的动能转化成电能，供咱们使用。
这个装置啊，长得有点像咱们小时候玩的风车，不过它可比风车复杂多了。
它通常由浮体、传动系统和发电机三部分组成。
浮体就像是装置的眼睛，时刻盯着海浪的动静。
当海浪涌来时，浮体会随着海浪上下起伏，就像是跳动的音符，在演奏着大海的乐章。
浮体动起来后，就会带动传动系统开始工作。
传动系统就像是装置的身体，它把浮体的上下起伏转化成机械能，就像是咱们骑自行车时，脚蹬子转动带动链条，链条再带动后轮转动一样。
只不过，这里的机械能不是用来驱动轮子转动的，而是用来驱动发电机发电的。
发电机呢，就像是装置的心脏，它是整个波浪能发电装置的核心。
当传动系统把机械能传递到发电机时，发电机就会开始工作，把机械能转化成电能。
就像是咱们家里的灯泡，插上电就能亮起来一样，这个电能也可以用来驱动各种电器设备，为咱们的生活提供便利。
不过啊，波浪能发电装置可不是那么好当的“能量转换器”。
大海里的环境可是复杂多变，有时候风平浪静，有时候却是波涛汹涌。
这就要求装置必须具备很强的适应性和耐用性，才能在各种恶劣的环境下正常工作。
就像咱们平时说的，“台上一分钟，台下十年功”。
波浪能发电装置在海上“工作”，也是经过了科研人员多年的研究和试验，才逐渐走向成熟的。
他们就像是给装置穿上了一层又一层的“盔甲”，让它能够抵御住大海的“狂风暴雨”。
而且啊，波浪能发电装置还有一个好处，就是它不会对环境造成污染。
咱们都知道，现在地球上的能源越来越紧张，而且很多能源在使用过程中都会产生污染。
波浪能发电装置
课程设计说明书题目名称波浪能发电装置的设计课程名称机械产品技术创新学生姓名郭钊群学号**********专业制冷与空调指导教师姜宏阳机械与能源工程系2015年12 月17 日波浪能发电装置的设计班级：制冷与空调姓名：郭钊群学号：1341102053摘要：海洋波浪能作为一种清洁环保并且可再生的新型能源已经吸引了世界各国科学人员的目光，并已取得一定的研究成果。
介绍了海洋波浪能发电装置的原理，对海洋波浪能发电装置进行了分类，总结了几种典型海洋波浪能发电装置的优缺点，并针对现阶段国内外研究现状指出目前存在的问题和今后海洋波浪能发电装置的发展前景。
关键字：新型能源；海洋波浪能；发电装置；发展前景前言：随着世界经济不断地高速发展，世界各国对能源的需求量急剧增长。
当前出现的全球石油危机，使人们更加清醒地认识到能源在国民经济和社会发展中所起到的重要作用。
为了解决能源供应在社会发展中所遇到的瓶颈问题，寻找可替代、可再生、清洁的新型能源已经成为全球各个国家的共识。
海洋作为占地球面积70％的主体，不仅拥有丰富的水产、石油等资源，更蕴藏着巨大的能源，海洋能源主要是以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在［1］。
其中海洋波浪能在海洋中无处不在，而且受时间限制相对较小，同时波浪能的能流密度最大，可通过较小的装置提供可观的廉价能源（主要以电能为主），并且也可以为边远海域的国防、海洋开发、农业用电等活动提供帮助。
因此，世界上各个国家都十分重视并且花大力气开发与研究海洋波浪能，尤其是研究和开发波浪能发电装置正文：1.波浪能发电装置的发展历史海洋波浪能开发利用的设想可以追溯到一个世纪以前，早在1911年，世界上第一台海洋波浪能发电装置就研制成功，之后许多国家都致力于研究波浪能发电。
20世纪80年代波浪能开发转向以为边远沿海和海岛供电为目的的实用性、商业化的中小型装置为目标，各国相继建成了20多个波浪能发电装置或电站。
如今，世界上主要发展和研制的波浪能发电装置有“点头鸭”式、振荡水柱式、推摆式、聚波蓄能式、振荡浮子式、阀式等装置：1.1世界波浪能发电装置的发展历程；1799年，法国的吉拉德父子，获得了利用波浪能的首项专利。
波浪发电的结构,机理
波浪发电装置的基本原理1、波浪理论及波浪能1.1波浪理论在海洋工程中，海浪是作用在海洋工程结构上的最主要的外力之一，对于海浪作用的研究，目前一般是从两个领域进行研究：一个领域是对液体的波动从流体力学的角度加以研究，研究液体内部各质点的运动状态，这种研究一般包括线性波浪理论和非线性波浪理论两大类;另一个领域是将海面波动看作是一个随机过程，研究其随机性，从而揭示海浪内部波动能量的分布特性，从统计意义上对液体内部各质点的运动状态进行描述，研究其对工程结构的作用，当然这后一个领域的研究，也需要应用流体力学理论对处于理想状态下的液体内部各质点的运动规律进行描述。
通过对天然海面的观测可知，海面上各点的水面变化呈现随时间和地点而变的一个随机过程，对于一个固定点的水面波动来说，它是由许多从不同方向以不同波速传播而来的并且波长和振幅经常在变的波浪互相组合彼此影响而形成的，它是一个非常复杂的过程。
目前尚无一种数学理论能精确的描述水波的性能，各种波浪理论只是在一定程度上对实际现象的简单近似，在实际工程中多应用线性波浪理论作为其理论基础。
线性波浪理论在一般工程实践中通常采用微幅波理论(Airy 波理论）1.2波浪能简介波浪中的波动是海水的重要运动形式之一。
从海面到海洋内部处处都可能出现波动。
波动的基本特点是，在外力的作用下，水质点离开其平衡位置作周期性或准周期的运动。
由于流体的连续性，必然带动其邻近质点，导致其运动状态空间的传播，因此运动随时间与空间的周期性变化为波动的主要特征。
实际海洋中的波动是一种复杂的现象，严格说，他们都不是真正的周期性变化。
但是，作为最低近似可以把实际的海洋波动看作是简谐波动(正弦波)或简谐波动的叠加。
一个简谐波动的剖面可用一条正弦曲线加以描述。
如图1.1所示，曲线的最高点称波峰，曲线的最低点称为波谷，相邻两波峰(或波谷)之间的水平距离称为波长(λ)，相邻两波峰(或者波谷)通过某固定点所经历的时间称为周期(T)。
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课程设计说明书题目名称波浪能发电装置的设计课程名称机械产品技术创新学生姓名郭钊群学号**********专业制冷与空调指导教师姜宏阳机械与能源工程系2015年12 月17 日波浪能发电装置的设计班级：制冷与空调姓名：郭钊群学号：1341102053摘要：海洋波浪能作为一种清洁环保并且可再生的新型能源已经吸引了世界各国科学人员的目光，并已取得一定的研究成果。
介绍了海洋波浪能发电装置的原理，对海洋波浪能发电装置进行了分类，总结了几种典型海洋波浪能发电装置的优缺点，并针对现阶段国内外研究现状指出目前存在的问题和今后海洋波浪能发电装置的发展前景。
关键字：新型能源；海洋波浪能；发电装置；发展前景前言：随着世界经济不断地高速发展，世界各国对能源的需求量急剧增长。
当前出现的全球石油危机，使人们更加清醒地认识到能源在国民经济和社会发展中所起到的重要作用。
为了解决能源供应在社会发展中所遇到的瓶颈问题，寻找可替代、可再生、清洁的新型能源已经成为全球各个国家的共识。
海洋作为占地球面积70％的主体，不仅拥有丰富的水产、石油等资源，更蕴藏着巨大的能源，海洋能源主要是以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在［1］。
其中海洋波浪能在海洋中无处不在，而且受时间限制相对较小，同时波浪能的能流密度最大，可通过较小的装置提供可观的廉价能源（主要以电能为主），并且也可以为边远海域的国防、海洋开发、农业用电等活动提供帮助。
因此，世界上各个国家都十分重视并且花大力气开发与研究海洋波浪能，尤其是研究和开发波浪能发电装置正文：1.波浪能发电装置的发展历史海洋波浪能开发利用的设想可以追溯到一个世纪以前，早在1911年，世界上第一台海洋波浪能发电装置就研制成功，之后许多国家都致力于研究波浪能发电。
20世纪80年代波浪能开发转向以为边远沿海和海岛供电为目的的实用性、商业化的中小型装置为目标，各国相继建成了20多个波浪能发电装置或电站。
如今，世界上主要发展和研制的波浪能发电装置有“点头鸭”式、振荡水柱式、推摆式、聚波蓄能式、振荡浮子式、阀式等装置：1.1世界波浪能发电装置的发展历程；1799年，法国的吉拉德父子，获得了利用波浪能的首项专利。
1910年，法国的波契克斯·普莱西克，建造了一套气动式波浪能发电装置，供应他自己住宅1 kW的电力。
1965年，日本的益田善雄发明了导航灯浮标用气轮机波浪能发电装置，获得推广，成为首次商品化的波浪能发电装置。
受1973年石油危机的刺激，从20世纪70年代中期起，英国、日本、挪威等波浪能资源丰富的国家，把波浪能发电作为解决未来能源的重要一环，大力研究开发。
在英国，索尔特发明了点头鸭装置，科克里尔发明了波面筏装置，国家工程试验室发明了振荡水柱装置，考文垂理工学院发明了海蚌装置。
1978年，日本建造了一艘长80 m、宽12 m、高5.5 m称为“海明号”的波浪能发电船。
该船有22个底部敞开的气室，每两个气室可装设一台额定功率为125 kW的气轮机发电机组。
1978～1986年，日本、美国、英国、加拿大、爱尔兰五国合作，先后三次在日本海由良海域对“海明号”进行了波浪能发电史上最大规模的实海原型试验。
但因发电成本高，未获商业实用。
1985年，英国、中国各自研制成功采用对称翼气轮机的新一代导航灯浮标用的波浪能发电装置，挪威在卑尔根附近的奥依加登岛建成了一座装机容量为250 kW的收缩斜坡聚焦波道式波浪能发电站和一座装机容量为500 kW的振荡水柱气动式波浪能发电站，标志着波浪能发电站实用化的开始。
1.2我国波浪发电装置的历程；我国近代的波浪能研究始于1968年。
航空工业部623所的樊世荣研究了基于水翼原理的波力发电装置。
自70年代开始，由上海市机电局牵头。
1975年研制了一台1kW的波力发电浮标并在浙江省嵊山岛附近进行了试验。
1977年又研制了小型航标灯用波力发电装置并在长江口的横沙岛附近进行了试验。
80年代以来，有十几个研究所和大学开展了波能转换的研究。
我国50kW岸式振荡浮子波浪能电站是由广州能源研究所研制并建于广东省汕尾市，项目开始于2001年，2006年4月建成。
实海况试验表明，系统工作平稳，转换效率较高，实现了独立稳定发电。
我国30kW沿岸固定式摆式电站由国家海洋技术中心于1994年和2000年进行了实海况试验，实现了离网发电，为岛上居民供电。
总之，小型、离岸式波浪能发电装置的研究和利用较少，现有的小型波浪能发电装置功率也较小。
随着我国海洋开发的深入，海洋浮标等观测设备对电能的需求随之增多。
因此，开发小型、离岸式波浪能发电装置将具有广阔的前景2.波浪能发电装置的分类：下面按照结构形式的分类对几种典型的波浪能发电装置进行介绍并总结各自存在的优缺点：2.1“点头鸭”式“点头鸭”式波浪能发电装置的得名是由于该装置的形状和运行特性酷似鸭的运动，波浪入射波的运动使得动压力推动转动部分绕轴线旋转，流体静压力的改变使浮体部分作上升和下沉运动，动能和位能同时通过液压装置转化，再通过液力或电力系统把动能转换为电能。
由于“点头鸭”式装置很多部件直接与海水接触，极易损坏，因此各国已经基本对其停止使用和研究。
优点：构思巧妙；原理完美；理想运行下，效率高（接近90%）。
缺点：结构复杂；过多活动部件暴露在海水中；装置可靠性差；极易损坏。
适用场合：适用于理想海况，波浪规律的场合。
2.2震荡水柱式优点：采用空气传递能量；没有水下活动部件；传递方便；通过气室将低速运动的波浪的能量转换成高速运动的气流；可靠性好。
缺点：建造费用昂贵；转换效率低（10%～30%）；发电成本高。
适用场合：适用于大风浪区域。
振荡水柱式波浪能发电装置内的水柱在波浪的作用下做上下往复运动，水柱的作用类似于活塞，水柱的不停运动导致水柱自由表面上部的空气柱产生振荡运动，空气在气室上方的出气孔流经一个往复透平，从而将高速空气的动能转换为电能。
振荡水柱式波浪能装置较其他波浪能装置最大的区别就是具有气室。
所谓气室就是指一个结构，其下部有一开口浸在海水里，使海水能够自由地进入气2.3推摆式推摆式波浪能发电装置是利用装置的运动部件，在波浪的推动下，通过摆体作前后或上下摆动，将波浪能转换成摆轴的动能。
与摆轴相连的是液压装置，它将摆轴的动能转换成液力泵的动能，再带动发电机发电。
优点：成本略低；转换效率较高。
缺点：可靠性较差；极易损坏；维护较为困难；转换效率较高但不稳定。
适用场合：适用于在防波堤上的大型发电装置。
2.4聚波蓄能式聚波蓄能式波浪能发电装置是利用狭道把广范围的波能聚集在很小的范围内，这是一种提高能量密度的方式。
波浪在逐渐变窄的波道中，波高不断地被放大，直到波峰高过波道的边墙，将波浪能转换成势能贮存在蓄水库中，可利用水轮发电机组进行发电。
优点：可靠性好；维护费用低；系统出力稳定；不受波高和周期的影响。
缺点：对地形和波道有严格的要求，不易推广。
适用场合：适用于地形狭窄区域。
2.5震荡浮子式振荡浮子式波浪能发电装置是在振荡水柱式装置的基础上发展起来的波浪能发电装置。
装置通过振荡浮子将波浪能转换成驱动液压泵的往复机械能，再通过能量缓冲区将不稳定的液压能转换成稳定的液压能，通过液压马达将稳定的液压能转换成稳定的旋转机械能，再通过发电机发出稳定的电能。
优点：建造难度和成本比其他波浪能装置低，建造相对简单；吸收波浪能的效率较高。
缺点：浮子受过多的冲击，易损坏。
适用场合：由于占较小位置，适用于为一些灯塔、浮标提供电源。
2.6阀式阀式波浪能发电装置是波面阀通过铰链相互铰接在一起，能量转换装置置于每一铰接处，波浪的运动使波面阀沿着铰接处弯曲，从而反复压缩液力活塞并输出机械能。
当装置的固有频率与波浪的频率相一致或接近时，装置的输出效率优点：理想状况下，转换效率较高。
缺点：系泊困难，波面阀制造费用过高。
适用场合：适用于波能密度较大的海域。
3.空气能热水器工作原理波浪能发电最基本的原理是通过波浪的运动使装置工作并带动发电机发电，将水以动能和势能形式存在的机械能转化为电能。
通常波浪能转换成电能要经过三级转换，第一级转换是受波体吸收波浪能；第二级转换由中间转换装置优化第一级转换，产生稳定的能量；第三级转换由发电装置把稳定的能量转化成电能，根据波浪能发电装置的内在联系、外部特征、结构和用途等方面的不同，可将波浪能发电装置按不同的方式进行分类。
4.国内外波浪能发电装置的研究现状世界上波浪能转换设备开发最早的国家是法国。
后来英国、挪威、印度、日本、美国、葡萄牙等国相继开发，各国都在积极开发研究各种各样的波浪能发电的高新技术，其中以日本和英国两国技术居于世界的领先水平。
日本一直非常重视波浪能发电技术的研究与应用，在波浪能发电技术方面走在世界的前列，目前日本已建造1500多座波浪能发电装置。
从20世纪80年代中期至今已建成4座岸基固定式和防波堤式波浪能电站，单机容量为40～125kW。
其中20世纪80年代初建造的“海明”号波浪能发电船最为著名，总装机容量可达1250kW。
英国具有世界上最好的波浪能资源。
从20世纪 70年代开始，英国将波浪能发电研究放在新能源开发的重要位置。
20世纪80年代，英国已成为世界波上第一个波浪能发电厂在苏格兰伊斯莱岛附近建成并开始商业化运行。
英国波浪能发电的开发目标是总容量为2GW的波浪能发电设备。
3．2我国波浪能发电装置的研究现状我国近代的波浪能研究始于1968年。
研究波浪能发电最早兴起于上海，为了开发海洋资源、促进经济发展，我国将波浪能发电研究列入了国家重点科技攻关项目。
目前从事波浪能发电研究与开发的单位共有十几家，因此波浪能发电技术获得了较快的发展。
其中以中国科学院广州能源研究所拥有的水平与成果最为先进。
1984年研制成功航标灯小型波浪能发电装置，在我国沿海海域大面积推广与运用。
1997年在珠海大万山岛建成国内首座3kW的岸式波浪能试验电站。
“九五”期间完成重点科技项目攻关—汕尾100kW岸式波浪能发电电站（该电站属于振荡水柱式类型）。
“十五”期间，2002年在海洋波浪能发电关键技术上取得了重大突破，研制的装置可以将随机的波浪能转换成用户能够直接使用的稳定电源，从而为大规模地利用波浪能开辟了新的途径和思考方法。
2008年，中国科学院研制成功了液态金属磁流体波浪能直接发电的原理性演示装置，提出了一种工作原理与常规波浪能发电系统完全不同的新型波浪能发电技术。
其实质是系统采用了磁流体发电机，提供了一个与波浪吻合很好的机械阻抗。
因此，系统转换效率高、功率密度大、结构紧凑、成本低廉，而且移动性好。
5.目前波浪能发电装置研究中仍存在的问题虽然波浪能发电装置的研究与开发已取得了一定的成果，但是相比较而言，波浪能发电装置与太阳能、风能等清洁能源利用装置相比，并没有普及到人民生活中，其中的问题总体而言主要体现为以下几点。