鹰式波浪能发电装置发电系统研究

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1、第33卷第9期可再生能源Vol.33No.92015年9月RenewableEnergyResourcesSept.2015鹰式波浪能发电装置发电系统研究盛松伟，张亚群，王坤林，叶寅，游亚戈（1.中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源重点实验室，广东广州510640）摘要：文章首先对鹰式波浪能发电装置能量转换系统进行分类，分析了各系统的组成及工作原理，设计了一种液压式和直驱式组合的发电系统，通过模型试验优化了系统中的参数配置，提高了能量转换效率，最后通过实海况试验验证了“鹰式一号”波浪能发电装置的发电系统设计方案的可行性。关键词：波浪能发电装置；鹰式一

2、号；发电系统；实海况试验中图分类号：P743.2文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）09-1422-05DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.09.0240引言括直驱发电机和磁流体发电机，前者主要应用于随着科学的进步和经济的发展，人类社会的点吸收式波浪能发电装置，例如美国的SeaBeavI、[8]能源危机日趋严重，开发利用绿色可再生能源是荷兰的AWS以及广州能源研究所的哪吒，后者[9]解决能源紧缺的重要途径。波浪能作为一种环保用于伐式波浪能发电装置，例如美国的SARA。的、全天候的新能源，日益受到各国的重视。

3、波浪本文以鹰式波浪能发电装置为例，分析介绍能利用技术根据其最终的利用形式可以分为发了其能量转换系统的分类组成及工作原理，并设电、制氢、供热、海水淡化、抽水等，其中波浪能发计了“鹰式一号”波浪能发电装置的组合发电系电是主要的利用形式。在波浪能发电利用技术的统，开展了模型试验，对系统参数的匹配进行优发展过程中，波浪能发电装置一直是各国科学工化，通过实海况试验对发电系统的方案和优化设作者的研究重点。发电系统将俘获的波浪能最终计进行了验证。转换为电能，是波浪能发电装置中最后一个环节，1鹰式波浪能发电装置能量转换系统同时也是影响波浪能发电装置的总能量转换效率1.1系统分

4、类及组成的关键环节。能量转换，又称能量摄取或动力摄取，是指将目前，针对不同类型的波浪能发电装置的发能量从一种形式转换为另一种形式，或是从一个电系统，国内外学者展开了各方面的研究。按照发地方转移到另外一个地方。电系统的工作方式不同，波浪能发电装置分为以波浪能发电装置的结构组成按照能量转换可下几类：空气透平带动发电机，主要用在振荡水柱划分为三级转换系统：一级能量转换系统，将俘获式波浪能发电装置，例如英国的500kW的的波浪能转换为波浪能发电装置的吸波浮体的往LIMPET、葡萄牙的400kW的固定式WEC、澳大复机械能，又称为波浪能俘获系统；二级能量转换利亚的500

5、kW的漂浮式WEC，广州能源研究所系统，将吸波浮体的往复机械能转换为旋转机械[1]的100kW的固定式WEC；液压驱动发电机，主（如水力透平，空气透平，液压发电机，齿轮增速机要用在点吸收式波浪能发电装置，例如苏格兰的构等）的机械能；三级能量转换系统，通过发电机[2][3]Pleamis，美国的Powerbuoy，广州能源所的将旋转机械的机械能转换为电能，又称为发电系[4]SharpEagle；水轮机驱动发电机，通常应用在收统。目前有些波浪能转换装置只含有一、二共两级缩波道波浪能发电装置中，主要有挪威的350kW能量转换系统，其采用特殊电机可将往复机械能[5][

6、6]的固定式收缩波道装置和丹麦的wavedragon，直接转换为电能，这种波浪能发电装置中二级能在摆式波浪能发电装置中也有采用，例如英国的量转换系统即为发电系统。[7]oyster；机械部件驱动特殊发电机，特殊发电机包鹰式波浪能发电装置采用两种能量转换系收稿日期：2015-06-25。基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（41406102）；海洋可再生能源专项资金（GHME2013ZB01）。通讯作者：张亚群（1981-），女，博士，副研究员，主要从事海洋波浪能转换及控制方面的研究。E-mail：zhangyq@ms.giec.ac.cn·1422·盛松伟，

7、等鹰式波浪能发电装置发电系统研究统，三级液压式能量转换系统和两级直驱式能量况直接由鹰头吸波浮体的运动幅度所控制，当波转换系统，其中液压式能量转换系统为主，直驱式况较差时，鹰头吸波浮体的响应较小，直驱发电机能量转换系统为辅。液压式能量转换系统由蓄能间断输出电压，且数值较小；反之，直驱发电机持系统、液压自治控制器、液动阀、液压马达、发电续发电，电压值高。机、负载、油箱、溢流阀等设备组成，如图1所示。浮体吸收驱动波浪能浮子往复机械能电能直驱式能量转换系统由转轮和直驱发电机组成。波浪能发电机液压缸蓄能稳图3直驱式能量系统工作原理图压系统液压马达Fig.3Graphof

8、drawingprincipleofd