锚泊船用潮流发电装置的设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述电气工程及其自动化锚泊船用潮流发电装置的设计前言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/秒的海流能流密度相当于风速为18.8米/秒的8级大风。潮流是由月球引力引起，月球围绕地球有规律可循。潮流资源取之不尽，用之不竭。船舶在锚泊的时候基本用电要么是岸电要么是船舶主机或辅机发电，而岸电往往离锚泊地而开发电机却浪

2、费电。小型船用潮流发电机为锚泊系统开拓了一种环保、低碳维持船上基本用电的途径。正文潮汐的周期性波动引起的水位变化和水位水体的流动，由于陆地的存在，在陆地间的海峡和岛屿间的水道中形成较强的潮流。潮流是往复运动，周期与潮汐相同。潮流携带的动能是一种周期性变化的可再生资源。动能与势能互相转化。开阔的大洋里潮流很小。如英国、挪威、日本、朝鲜半岛、加拿大、美国等国家的潮流分布，世界上有很多海峡及岛屿间的水道速度可达到为4.0~5.0m/s之间。我国舟山群岛各岛之间的水道是我国潮流分布最大的海域，如西堠门水道、册子岛水道、金

3、唐水道、秀山水道、龟山水道等海域可达到4.0m/s；江苏斗龙港向南，经长江口、浙江、福建沿海是我国潮汐分布最大的海域，潮流也能达到1.5~3.0m/s的流速；渤海海峡北侧的老铁山水道的潮流流速可达到3.0m/s；琼州海峡为2.0~2.5m/s。我国其余海域的流速只有0.5~1.5m/s。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，锚泊地离岸电通常比较远，接岸电十分麻

4、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，3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。舟山群岛各岛之间的水道是我国潮流分布最大的海域，根据舟山峡谷海道锚泊船所处特殊地理位置的优厚自然潮流条件资源，提出一个使用潮流发电装

5、置与蓄电池互补发电的技术方案，以实现节约能源、降低碳排放的目的。在这些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。可以利用船用潮流发电装置产生的电能并入船舶电站，来实现供生活照明系统等设备的需求，降低电站能耗，降低船舶锚泊成本，减少排放污染。船舶在锚泊的时候基本用电要么是岸电要么是船舶主机或辅机发电，而岸电往往离锚泊地而开发电机却浪费电。小型船用潮流发电机为锚泊系统开拓了一种环保、低碳维持船上基本用电的途径。小型船用潮流发电装置选择可控硅整流发电，可控硅整流发电是一种非常普及技术很成熟的一种电路控制技术

6、，选型方面也十分方便。本课题对小型船潮流发电机安装的结构进行设计。根据水平轴式水轮机和垂直轴式水轮机两种种类型的水轮机的特性，选择了水平轴式潮流发电装置为小型船用潮流发电装置的水轮机。因为水平轴式发电装置具有设计方法先进、水流能利用率高、起动流速低、结构简单、技术成熟等众多优点，具有更加广阔的市场应用，各类产品非常多，能够很容易选择相应的产品。相信在不久的将来，水平轴风力发电机将大有作为。所以选择水平轴式发电装置的模式来设计小型潮流发电装置。根据水轮机的叶片受力分析及能量转换原理来计算发电机的发电量及选择合适的叶

7、片。并对水轮机进行计算，计算出水轮机叶轮的大小等各种参数。并设计一种可控硅整流电路作为主电路，根据可控硅整流电路选择六管整流装置作为小型船用潮流发电装置的整流器，再根据三种调节器实用性选择晶体管调节器作为小型船用潮流发电装置的整流器。结论本课题针锚泊船供电难的问题提出了一种小型船潮流发电机的设计。目前潮流能发电技术在潮流能发电站的应用，已经十分成熟。本文设计的是一台小型潮流发电装置，该装置在船舶抛锚停泊时可以释放启动进行发电，当船舶航行时可以收回，不影响船舶正常航行。根据水平轴式水轮机和垂直轴式水轮机两种类型的水

8、轮机的特性，选择了3水平轴式潮流发电装置为小型船用潮流发电装置的水轮机。因为往复式潮流特性，船舶在锚泊的时候是运动的。船舶的锚链是固定的而船体随着潮流方向变化而不停地变化位置。因为船用潮流发电装置装置的位置是跟着船体变化而变化的，所以船用潮流发电装置也是随着潮流方向变化而变化的因为船用潮流发电装置能够随着潮流方向的变化而变化，所以水平轴式水轮机不需要安装偏航控制系统来调节