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科學研究
科研進展

單浮體氣動式波浪能發電技術取得新進展

文章來源:海洋能研究室  |  發布時間:2022-01-19  |  【打印】 【關閉

  

  海洋波浪能分布廣泛,具有巨大的開發潛力。波浪能轉換系統環節多,每一環節受制于海洋波浪的不定常性,難以實現轉換效率的顯著提升,因此關于整機轉換效率提高的研究始終是個熱門課題。 

  波浪的不定常性一方面導致能量轉換系統效率的提高具有較大難度,另一方面其波動傳播的特點又為能量聚集創造了條件。目前國際公認波浪能氣動式發電技術具有結構簡單、可靠性高的優勢,然而盡管研究歷史悠久、示范裝置眾多,并且部分電站運行時間超過10年,但始終未能克服普遍存在的能量轉換效率較低的問題,商業化進程緩慢。 

  鑒于發電模型研究是開發海試樣機中的一個重要過程,中國科學院廣州能源研究所研究團隊在2020年度國家自然科學基金區域創新發展聯合基金項目“自航單浮體氣動式波浪能高效轉換機理研究及驗證”的支持下,充分發揮振蕩聚波的優勢,創新研發了一種單浮體氣動式波浪能發電模型。 

  科研團隊依據國際上的測試規范,對單浮體氣動式波浪能發電模型在國家海洋技術中多功能造波水池進行了測試,得到了規則波下波電轉換特性和不規則波下波電轉換特性。測試結果表明:1)所完成的規則波工況中,在平均周期為2.58s、平均波高為0.1040m的工況下,電池負載下最大波電轉換效率為63.36%;2)所完成的不規則波工況中,在譜峰周期為2.62s、有效波高為0.1412m的工況下電池負載下最大波電轉換效率為30.17%。 

  此次單浮體波浪能高效轉換的實驗室測試結果為開展高效轉換、低成本的實型氣動式波浪能發電樣機的研發提供了實驗依據,對推動行業的發展具有重要意義。 

 

圖1. 單浮體氣動式波浪能發電模型

 

 

 

圖2. 電池負載下規則波發電模型波電轉化特性

 

 

圖3. 電池負載下不規則波發電模型波電轉化特性

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