【毕业设计+开题报告+文献综述】锚泊船用潮流发电装置的设计

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1、本科毕业设计开题报告电气工程及自动化锚泊船用潮流发电装置的设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义目前世界主要能源是化石燃料包括石油、天然气和煤炭，这些燃料都是在远古形成的，是不可再生能源，却在人类无节制的开采下，已日趋枯竭[1]。我国能源供应形势十分紧张，人均能源储量远低于世界平均水平，石油缺口很大，老百姓面对不断涨价的汽油也是无可奈何。人类对能源的需求越来越大，所以人类迫切需求开发新能源以满足人类的需求[2]。核能发电能够缓解大量燃料供应的紧张局势，但是继前苏联切尔诺贝利核电站事故后今年3月分日本海啸又引发核泄漏，引起世界恐慌迫，核污染使上百万日本平

2、民流离失所，两起事故的惨剧告诉人类利用核能是非常危险的。而人类对新能源的安全性有了一个新的认识，甚至很多国家取消了核能发电[3]。于是人们对加紧了其他新能源的开发，而潮流能是海洋中蕴藏的可再生的自然能源之一，是取之不尽，用之不竭的。潮流能是清洁无污染的能源，用它发电不必消耗燃料，也不会产生废物、废液、废气等对环境产生污染的物质。潮流能是因海水流动产生的能量。潮流发电的原理和风力发电的原理相似，潮流发电装置被形象地比喻为“水下风车”。海水的密度约1.03×103kg/m3而空气密度密度约为1.293kg/m3，而海水密度为空气密度的800多倍，海水常见的约为2米/秒的海

3、流能流密度相当于风速为18.8米/秒的8级大风[4]。潮流是由月球引力引起，月球围绕地球有规律可循[5]。风是由太阳辐射不均引起的，规律性不高，由此可见潮流比风更具有规律性。潮流能与潮汐能相比，开发潮流能具有投入资金小、不需要建筑大坝、产生环境污染小等优点。因此，潮流能的开发利用受到世界各国的重视。欧洲等发达国家的潮流能发电系统的研发技术已经有非常大的成绩，英国，已经研制了1.2MW潮流能水轮机“SeaGen”[6]。由爱尔兰的示范样机OpenCentre，在英国的奥克尼郡（Orkney）岛成功发电。美国的RITE(VerdantPower’sRooseveltIsl

4、andTidalEnergy)项目，始于2002年，在纽约的EastIX河中进行。挪威的的座底式水平轴水轮机，已经并且并网运行。法国的完成了3m直径的水轮机测试；英国开始了100kW震荡式发电装置的安装；在加拿大，对65kW的RTT（RotechTidalTurbine）潮流能设备进行了修复，重新测试；新加坡完成了400kW的Nereus和500kWSolon的潮流能水轮机测试。而在中国政府对海洋可再生能源开发利用也高度重视，《国家科技兴海纲要》（2008-2015）明确表述重点推进海洋可再生能源利用技术产业化，强化海洋可再生能源技术的实用化。同时在条件适宜的海岛和滨

5、海地区，建立海洋可再生能源开发利用技术的试验基地和示范工程。中国已取得了很好的成绩：70可kW潮流试验电站“万向I”，于2002年1月完成建造安装于浙江省岱山县龟山水道。40kW潮流实验电站“万向II”，已于2005年12月建于岱山县高亭镇与对港山之间的潮流水道中。25kW固定式水平轴潮流能装置，由浙江大学正在研制的装置。于2009年5月成功进行了海试[7]。但是我国潮流能技术还有很大的提升空间。以舟山为例，舟山有上万条船舶，其中渔船数量也很多，遇到台风等不好天气上万条船舶就要到靠山的地方锚泊避风，渔船遇到休渔期的时候就要锚泊在海上，船舶的锚地位于海上，锚泊地离岸电通

6、常比较远，接岸电十分麻烦。所以无法每次依靠岸电电网提供船泊生产生活所需电能。这些锚泊船，现在基本采用柴油发电，船舶锚泊时工况负荷与其他工况负荷在数值上相差非常悬殊例如用24kW的发电机组供给0.81kW的照明用电有大材小用之嫌，既不经济也不环保，而且浪费柴油，又因为主发电机组工作寿命有限，低负荷工作性能较差。因此，在这些对锚泊船开展新能源发开利用具有重要的经济效益和社会效益，所以有必要设置锚泊供电系统。2009年7月13日召开的国际海事组织(IMO)第59次环保会(MEPC59)上通过了关于新船能效设计指数(EEDI)、现有船舶能效营运指数(EEOI)、船舶能效管理(

7、SEMP)、自愿验证EEDI的4个通函(Cir681-684)，要求各国政府、船级社、航运公司采取相应的行动[8]。节能减排已经成为各行各业的共识，在不影响效率的同时、如何更绿色、更环保，这需要更多的思考、更多的投入和更多的实践。IX由于以上种种原因，很有必要设计一个船用发电装置来维持锚泊船日常用电，同时降低了锚泊船柴油消耗量和碳排放量。常用的绿色有供电装置有蓄电池供电，太阳能发电，风能发电。蓄电池供电虽然非常简单，但是蓄电池电量有限，不能持久供电。太能能发电，船舶锚泊时常常是恶劣的天气没有太阳，太阳能发电是靠天发电不够稳定。风能发电，虽然环保低碳，