海洋能源与控制技术..docx

现有的海洋能发电装置综述摘要：在能源短缺的情况下，人类的目光瞄准了海洋这个能源的大载体，人们开发出了各种各样装置来开发潮汐能和波浪能，现对这些装置进行收集并说明工作原理。关键词：潮汐能、波浪能、海流能、发电装置、分类总结这些发电装置，虽然它们的外形看似千差万别，但它们在能的转化方式上可以总结为几种：直接利用波浪的波峰波谷作用推动机械元件来做工，通过其他介质来推动能量转化装置，将海水的动能转化为势能来推动发电机发电类似于河流上的水电站。但是因为转化装置的不同就造成了转化效率的不同，以及适用条件的不同。因为海洋环境的恶劣性，发电装置能够经受住海洋的多变性也是很重要的。一、双浮体棘轮式波浪能发电装置双浮体棘轮式波浪能发电装置采用锚系固定位置，两浮体之间采用铰链连接，沿着波浪传播的方向先后排列。浮体上固定安装有立柱，一个在立柱的顶端用活动支的形式与双面齿条的一端连接，另一个在其顶端安装转换装置，当波浪的波峰或波谷先后经过两个浮体时，各自固定在两个浮体上的两根立柱就发生相对倾斜，并带动双面齿条作往复运动。在转换装置的两个轴上分别安装两个反身棘轮，以及一对链轮组。这样不论双面齿条作往复运动时的方向如何，都能通过两个反向棘轮和一对链轮组，将双面齿条的往复运动转化为电机的同向运动。二、阀式磁流体发电装置LMMH D波浪能发电流程装置运行的状态LMMHD发电装置图液态金属磁流体发电原理图三、海蛇式由英国海洋动力传递公司研制的"海蛇号是漂浮式的由若干个圆柱形钢壳结构单元铰接而成将波浪能转换成液压能进而转换成电能的波能装置它具有蓄能环节，因而可以提供与火力发电相当稳定度的电力四、波面筏式ockceren和Harne同时提出了采用波面筏作为波能转换装置的方法。这些筏通过铰链相互铰接在一起，能量转换装置置于每一铰链处波浪的运动引起波面筏产生沿铰接的弯曲，从而反复压缩液力活塞并输出机械能。对该能量转换系统作了较广泛的理论和试验研究"与点头鸭运行特性相似，当系统固有频率与波频相一致时，其输出效率最高。另外，当波面筏在三维波中运行时，其效率有望超过100%"这是由于当入射波的频率接近系统固有频率时，入射波和辐射波之间相互作用，以至于在波面筏附近的波浪产生了聚集效应"与波面筏波能转换相关的。问题主要有两个，一个是波面筏的实体尺寸过大，尤其是在波能密度较小的区域，所需的筏系统表面积将更加庞大"另一个主要问题是在恶劣的海洋环境下如何系泊的问题对于如此大的波面筏系统，系泊问题将是最严峻的考验"因此，尽管波面筏式波能装置的转换效率较高，但由于系泊及波面筏费用过高，致使波面筏波能转换系统的实用性显著降低"五、点头鸭式点头鸭型截止式波浪能转换装置该装置转动轴心垂直于顺浪方向安装，故在波浪的作用下，点头鸭装置会绕动转动轴心往复纵摇做功同时由于点头鸭装置横截面轮廓类似鸭蛋型圆弧，不会产生向后的行进波，能有效避免波浪向后辐射，具有较高的一次能量捕获效率.六、振荡水柱式七、振荡浮子式英国AWS海洋能源公司设计的“阿基米德”海浪发电装置至少要潜入水下6米，上部可像活塞一样上下移动。当海浪波峰经过时，活塞向下移动压缩中空结构内部的空气，波谷经过时则向上“移动”将空气释放出来。垂荡驱动的齿条一链轮式垂荡圆形缸体与右边有齿的垂直轴连在一起，齿条与链条相配，而链条连于发电机轴，从而将垂荡圆形钢体从波浪中吸收的能量转化为电能九、振荡浮子式振荡浮子式波能发电装置示意简振荡浮子式波能转换装置是一种新近发展起来的波浪能利用装置，该装置是由浮体、连杆、液压传动机构、蓄能器、发电机、保护装置及控制装置等多个部分组成。当波浪上下起伏引起浮子的升沉运动时，浮子将吸收波浪能并转化为自身的动能与势能;再经过中间的液压装置进行能量传输，最终转化为液压马达的机械能，驱动发电机进行发电，也可通过其它设备制造淡水或冰。十、振荡水柱式及浮子发电装置该发电装置通过浮子吸收波浪能，经杠杆连接，转换为活塞的动能; 同时波浪在主气室中的起伏形成振荡水柱，压缩和抽吸空气，形成空气动能。活塞形成的空气动能和气室中振荡水柱产生的空气动能同时压缩和抽吸，形成更强的风能进入输风管道，提高转换效率。空气流入输风管道带动空气透平旋转，从而带动发电机旋转发电。输风管道设计为四管道结构，管道中的单向阀门两两组合同时打开或者关闭以形成单向风通过空气透平。能量转换过程为波浪能———风能———空气透平机械能———电能。新型海浪发电装置设计了倾斜墙结构，一方面减少海浪对装置的冲击作用，另一方面提高前墙水位，增大进入气室的水压，提高水柱震荡效果。装置的侧视图如图振荡浮子式海洋波浪能发电装置结构侧视图1．浮子; 2．杠杆; 3．主气室; 4．活塞气室; 5．单向阀门; 6．空气透平、发电机; 7．外壁; 8．输风管道; 9．后墙挡板; 10．前墙挡板; 1