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1、波浪能发电装置动力摄取系统研究进展王立国1,2,3,游亚戈1,2,张亚群1,2,3,叶寅1,2(1.中国科学院广州能源研究所,广东广州510640;2.中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东广州510640;3.中国科学院大学,北京100039)摘要:海洋波浪能是一种清洁的可再生能源。介绍波浪能转换的原理,对动力摄取系统做了分类,总结国内外动力摄取系统的研究进展以及在波能装置上的应用,初步探讨了当前和今后动力摄取系统的研究方向以及存在的问题。关键词:波能装置;动力摄取系统;研究进展;中图分类号:TK79;TM619ResearchS
2、tatusofthePowerTake-offSystemforWaveEnergyConvertersWANGLiguo1,2,3,YOUYage1,2,ZHANGYaqun1,2,3,YEYin1,2(1.GuangzhouInstituteofEnergyConversion,ChineseAcademyofSciences,GuangzhouGuangdong510640,China;2.KeyLaboratoryofRenewableEnergyandGasHydrate,ChineseAcademySciences,Guangzho
3、uGuangdong510640,China;3.GraduateSchool,ChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China)Abstract:Oceanwaveenergyisacleanrenewableenergy.Theprincipleofoceanwavepowerconversionandclassificationofpowertake-offsystemswereintroduced.Theresearchstatusofpowertake-offsystemanditsapplic
4、ationinwaveenergyconvertersweresummarized.Theexistingproblemsanddevelopingprospectofpowertake-offsystemwereindicated.Keywords:Waveenergyconverters;Powertake-offsystem;Researchstatus随着社会的发展,能源需求量越来越大,但是传统的化石资源总量却逐步减小,使两者之间的缺口日益增大。另一方面,温室效应对地球的影响越来越显著,各国都在努力寻找清洁能源。海洋占据了地球百分之七十
5、的表面积,蕴含有丰富的资源,其中波浪能资源尤为突出,许多国家投入大量资金,研究各种波浪能装置。动力摄取系统是波能装置的重要组成部分。本文对动力摄取系统的原理技术、国内外的发展现状进行综述和评价,具有重要意义。收稿日期:211-09-07基金项目:海洋可再生能源专项资金项目(GHME2011BL06);海洋可再生能源专项资金项目(GHME2010GC01);中国科学院方向性项目(KGCX2-YW-399+8)作者简介:王立国(1988-),男(汉),山东潍坊人,硕士研究生,主要从事波浪能装置动力摄取系统、液压系统方面的研究。E-mail:wang
6、lg@ms.giec.ac.cn通讯作者:游亚戈(1956-),男(汉),研究员,博士生导师,主要从事波浪理论、聚波理论及波能转换的水动力学,波能装置的优化设计等方面的研究。E-mail:youyg@ms.giec.ac.cn1波浪能转换的基本原理目前世界上利用波浪能的装置很多,但是采用的原理大都相似,大致可以分为以下几种基本原理:利用物体在波浪作用下的升沉和摇摆运动将波浪能转换为机械能、利用波浪的爬升将波浪能转换为水的势能等。波浪能装置千变万化,都由采集系统和动力摄取系统组成。采集系统俘获波浪能,又称为一级能量转换系统,动力摄取系统将俘获的波
7、浪能转化为电能。[1]动力摄取系统一般包括二级转换能量系统和三级能量转换系统,二级能量转换系统是将一级能量转换所得的能量转换为旋转机械(如水力透平,空气透平,液压电动机,齿轮增速机构等)的机械能,三级能量转换通过发电机将旋转机械的机械能转换为电能。有的装置采用了特殊电机,实现了波浪能到电能的直接转换,它们的动力摄取系统没有二级能量转换系统。2.波浪能装置的分类波浪能装置的分类方法很多,比如按照固定方式可以分为固定式和漂浮式;按照能量采集系可以分为鸭式、摆式、筏式、振荡水柱式、振荡浮子式和收缩坡道式等;如果按照动力摄取系统来划分,波浪能装置可以分
8、为液压马达(振荡浮子、鸭式、摆式、筏式)式、空气透平式、水力透平式、齿轮式、直线电机式、磁流体电机式。3.动力摄取系统的定义和分类动力摄取(PoweT