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点吸收式波浪能发电装置点吸收式波浪能技术的发展趋势

2022/07/16114 作者:佚名
导读:点吸收式波浪能发电装置种类繁多、日趋多样化,许多国家建立了实海况样机来测试装置的性能,并已有多座应用该技术的波浪能示范电站建成。点吸收式波浪能发电装置的研究涉及到复杂的海洋环境、相关系统的控制理论、海洋结构物的稳定性、可靠性等问题,未来发展趋势和重点研究的内容如下: 1早期的点吸收式波浪能发电技术涉及的只是专利申请和理论研究,装置样机在实际海洋环境中运行的较少。目前,越来越多海试样机已投入实际海况

点吸收式波浪能发电装置种类繁多、日趋多样化,许多国家建立了实海况样机来测试装置的性能,并已有多座应用该技术的波浪能示范电站建成。点吸收式波浪能发电装置的研究涉及到复杂的海洋环境、相关系统的控制理论、海洋结构物的稳定性、可靠性等问题,未来发展趋势和重点研究的内容如下:

1早期的点吸收式波浪能发电技术涉及的只是专利申请和理论研究,装置样机在实际海洋环境中运行的较少。目前,越来越多海试样机已投入实际海况中运行,通过实海况试验研究装置的结构性能、发电效率、安全性等问题。

2由于涉及到复杂的海洋波浪和结构物间的作用,所以通过理论和仿真方法分析装置结构和性能,并在此基础上进行试验测试。这种理论计算结合模型试验和实海况测试的研究方法已经成为一种趋势。

3目前大多数波浪能发电装置为小规模单点式装置,输出功率仍在千瓦级以内。只有向大规模化与综合化发展,波浪能利用技术才能实现更好的商业化利用。因此,同时具有多个振荡浮子的阵列式波浪能发电装置,或将多个单点吸收式波浪能装置以阵列形式布放形成大规模波浪能发电厂,可使得波浪能发电装置装机容量达到百万瓦级,降低发电成本,提高发电效率。此外,未来综合利用几种采集波浪能原理的装置或者与太阳能、风能发电装置相结合将会更有利于波浪能相关装置的规模化并网利用。

4面对复杂海洋环境,如何把波浪能有效地转换成机械能,进而产生稳定、高效的电能是海洋波浪能技术领域的研究重点。通过控制策略的引入,对海洋环境因素进行反馈,将是未来点吸收式波浪能发电装置能否投入实际应用的关键。可通过相位控制技术、智能控制算法、负反馈控制等方式来提高点吸收式波浪能装置的发电效率和发电稳定性。

5如何提高在极端海洋条件下点吸收式波浪能装置的生存能力也是未来研究的重点内容。研制具有高可靠性(抗台风、耐腐蚀)、低造价的海洋波浪能发电装置,是世界各海洋国家不懈追求的目标。

6点吸收式波浪能装置不仅可为海面、水下及海岛的各种监测仪器、水下采矿系统、水下机器人、海上军事设施、海上平台等提供电力,还可开发点吸收式波浪能装置直接驱动的海水淡化技术,提高波浪能综合应用的能力,解决我国淡水资源严重缺乏的问题。

综上所述,点吸收式波浪能发电技术是波浪能开发利用装置中研究最多的一种。从安装位置上看,大多数点吸收波浪能发电装置属于近岸式。就波浪能传递技术比较而言,机械式传递效率高,但维护成本较高,不容易实现控制调节;水压式对环境无污染,但缺点是传递效率相对较低,所捕获的波浪能能量密度小;液压传递方式技术成熟,便于控制,但液压式装置可能泄漏液体及污染海水。直驱式波浪能转换装置直接把波浪能转换成电能,只需要一级能量转换,省略了二级能量转换所带来的费用、维护和能量损耗,具有可靠性高及维护成本低的优势;磁流体式具有直驱式的优点,但仍处于实验研究阶段。因而,现阶段利用液压设备和直线电机更有利于波浪能量传递。与单点吸收式波浪能装置比较,组合式与阵列式点吸收波浪能装置可同时利用多个振荡浮子收集波浪能,大规模发电,波浪能收集也更为连续、均匀。

因此,安装于离岸10 ~ 25 m处,以多个振荡浮子组成的浮子阵列为波浪能量摄取机构,液压或直线电机为波浪能量传递方式的波浪能装置已经成为点吸收波浪能开发利用技术的主流和热点。

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