振动式波浪能发电装置设计与研究
波浪能的研究现状与开发利用
波浪能的研究现状与开发运用随着世界经济的发展，人口的激增，社会的进步，人们对能源的需求日益增长。
占地球表面70%的广阔海洋，集中了97%的水量，蕴藏着大量的能源，即海洋能。
近20数年来，受化石燃料能源危机和环境变化压力的驱动，作为重要可再生能源之一的海洋能事业取得了很大发展，在相关高技术后援的支持下，海洋能应用技术日趋成熟，为人类在下个世纪充足运用海洋能展示了美好的前景。
海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，重要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水盐差能。
更广义的海洋能源还涉及海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。
究其成因，潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化，其他基本上源于太阳辐射。
海洋能源按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。
其中，潮汐能、海流能和波浪能为机械能，海水温差能为热能，海水盐差能为化学能。
其中波浪由于开发过程中对环境影响最小且以机械能的形式存在，是品位最高的海洋能。
据估算，全世界波浪能的理论值约为109Kw量级。
是现在世界发电量的数百倍，有着广阔的商用前景，因而也是各国海洋研究的重点。
自20世纪70年代世界石油危机以来，各国不断投入大量资金人力开展波浪能开发运用的研究，并取得较大的成果。
日，英，美，澳的国家都研制出应用波浪发电的装置，并应用于波浪发电中。
我国对波浪能的研究，运用起步较晚，目前我国东南沿海福建。
广东等地区已在实验一些波浪发电装置波浪能简介：波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。
波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。
波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。
波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，它实质上是吸取了风能而形成的。
能量传递速率和风速有关，也和风与水互相作用的距离有关。
波浪可以用波高、波长和波周期等特性来描述目前波浪能的重要的重要运用方式是波浪能发电，此外，波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。
波浪能发电技术应用研究现状及发展方向
收稿日期：2020-08-19作者简介：周宇涵（2000—），男，上海电力大学新能源科学与工程专业本科在读。
DOI:10.16525/ki.14-1362/n.2020.11.46总第197期2020年第11期Total of197 No.11，2020应用推广现代工业经济和信息化Modern Industrial Economy and Informationization波浪能发电技术应用研究现状及发展方向周宇涵（上海电力大学，上海200000）摘要：阐述常见的几种波浪能发电装置及其原理，分析目前利用波浪能发电的装置存在的问题，提出相关技术问题的解决方法，对波浪能的未来发展方向进行了展望。
关键词：波浪能发电技术；应用研究现状；发展方向中图分类号：P743.2；TM6文献标识码：A文章编号：2095-0748（2020）11-0105-02 1波浪能使用现状当今时代人们对能源的需求量巨大，新能源开发越来越受到人们的关注，人类正努力开发更多新能源技术提高现有技术的效率，以达到既环保又能充分满足能源需求的目的。
其中，海洋中可利用的能源也是渐渐兴起的主力军。
海洋中的波浪能因为能量蕴藏量大、分布广、波浪传输过程中能量损失较小等优点，被认为是一种高质量的海洋资源，同时其能量转化装置也较为简单[1]。
地球70%的表面积被海洋覆盖，据有关数据表明，在太平洋、大西洋东岸中纬度30°～40°区域，波浪能可达30～70kW/m，某些地方更高达100kW/m，可开发利用能源的总量足够多。
世界上很多国家都在研究波浪能技术，并获得了一定成果。
最早利用机械获取波浪能的装置是法国人吉拉德在1799年发明的。
几十年来，英国、美国、日本、丹麦的波浪能发电技术较为领先，我国从20世纪70年代开始逐渐研究波浪能技术，航标灯波浪能发电装置投入批量生产[2]。
现代利用波浪能发电的装置主要有振荡式、摇摆式、筏式、鸭式等，在波浪的作用下，带动装置内的齿轮、轴、铰链、活塞作往复运动，转化为装置内的机械能，进而转化为电能。
基于波浪能发电装置的技术性研究
基于波浪能发电装置的技术性研究作者：邵斌等来源：《价值工程》2012年第27期摘要：波浪能是海洋能中蕴藏最为丰富的能源之一，也是近期研究最多的海洋能源之一。
本文通过系统分析，设计出了一种新型的波浪能发电装置，该装置能连续不间断地供应波浪能并将其转化为电能。
其主要工作原理是利用不同浮子在波的作用下的延时性和与浮动平台的高度差来不间断供能。
该装置能有效的增强工作范围内对波浪能的吸收率和吸收量，具有较高的经济价值和实用价值。
Abstract： The wave energy is one of the most abundant energy in the ocean energy latent recent study one of the largest ocean energy. Though the Systems analysis， we design a new kind of wave power generation device， the device uninterrupted supply of wave energy and convert it to electricity. Its main principle is to use the height difference between different float delay in the effect of wave and floating platforms to uninterrupted energy supply. The device can effectively enhance the absorption rate and absorption of wave energy within the scope of work， has a high economic value and practical value.关键词：波浪能；波能转换；发电装置Key words： wave energy；wave energy conversion；generating device中图分类号：TV139.2 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）27—0030—020 引言随着人类对能源需求的与日俱增，单一利用传统化石类燃料已远远不能满足人类现阶段的日常所需，因此积极开发新型可再生无污染的新能源已是迫在眉睫。
摆式波浪发电装置原理
摆式波浪发电装置原理
摆式波浪发电装置原理
摆式波浪发电装置是一种利用海浪能量发电的新型设备，该装置具有
简单、高效、可靠等优点，正逐渐成为海洋能源开发的热点。
该装置的原理是利用波浪的能量，将海浪的上下浮动转变为液压油的
往返运动，进而驱动液压发电机工作，输出电能。
更具体来说，该装置由摆动臂、摆动缸、摆杆和液压发电机组成。
摆
动臂和摆动缸连接在一起，摆杆连接在摆动缸和液压发电机之间。
当
海浪推动摆动臂上下摆动时，摆动臂和摆动缸一起运动，液压油经过
缸内承压缸体进入较小的缸腔，使摆杆上移。
当海浪使摆动臂下降时，则会使摆动缸向下运动，液压油经过缸内的液阻阀进入较大的缸腔，
使摆杆下降。
这种液压油的往返转化为液压发电机转子的匀速旋转，
进而输出电能。
与传统的海浪能利用装置相比，该装置具有结构简单、传动机构少、
运动稳定等特点。
同时，液压发电机具有功率密度大、效率高、运转
顺畅等优势，可以更好地满足海洋能源的发电需求。
当然，该装置也存在一些问题，如波浪大小、方向、速度不同，可能会对摆动产生影响，引起摆动幅度的不稳定性，需要更好的控制系统来调整波浪的能量，保证装置的稳定性和高效性。
总的来看，摆式波浪发电装置的原理是非常简单、实用的，是未来海洋能源开发的重要手段之一。
一种新型振荡浮子式波浪能发电装置的研究构想
图 １ 组 合 型 振 荡 浮 子 波 能 发 电装 置 示 意 图
本研究的主要内容可分为以下＿￣ｉ分 ：装置的设计阶段 ； Ｋ ； ｆ ｇ
装 置 Ｊ能 研 究 与优 化 阶段 ； 中试 实 测 及试 运行 阶段 。各 阶段 主 Ｉ 生
要 研 究 内容 如 下 ：
作者简介：黄
燕 （９ ２ ） １ ８ 一 ，女 ，定海区交通建设事务中心工程师，博士 ，从事海洋新能源 （ 波浪发 电）装置 的研发 。
（ １定海 区交通建设 事务 中心 ，浙江 舟 山 ３ ６ ０ ；２中国海洋大学 海洋工程 山东省重点实验室 ，山东 青 岛 ２ ６ ０ １００ ６ １ ０） 摘 要 ：波浪能是 目前 国内外海洋能研究的热点 ，我 国波浪能储量 丰富 ，开 发利 用潜力 巨大 。深入研究波能转换装
置 ，对解决 我国 日益严峻 的能源和环境 问题具有重要意义 。文中首 先综 述了现有 的振荡浮子式波能发 电装置 的研究 现状 ，并将其 归类 ；依据现存装置 的优缺点提出 了一种新 型振荡浮 子式波能 发电装置 ，并对其研究过程进行 了详细
１６ １
中 国 水 运
３１： ２ －２ ． ５７ ６９
第 １ 卷 ２
本研 的创新 点 主要 包括 以下三 个方 面 ： （ ）组 合 式结构 与 陀螺 体 浮子相 结 合 。陀螺体 浮子 结构 不 １
［ Ｒａ ｅ ｋ ｒ ａ ４ 】 ｄ ｍａ ｅｓ ｎＬ，Ｓ ｈｅＲ． ｖ ｃｉ Ｇ，Ｓ ｈ ｔ ｍａ ｃ ｕｔ ｅ Ｒ，Ｖ ｉ ｅ ｒ ｓｍａ ｅ Ｂ，
行锚 固。
装置相 比，其结构部件较多 ，锚 固系统较复杂 ，因此在近年来
才得 到 较大 发 展 。
目前 ，振荡浮子式波能装置 的研发仍主要集 中在欧美 日等
波浪发电研究报告
波浪发电研究报告一、综述。
波浪发电是利用海洋波浪的运动能量来发电的技术，已经成为了可再生能源领域的热门方向之一。
近年来，随着科技的发展，许多国家都在积极的开发和使用这项技术。
本文将对波浪发电的概念、发展历程及目前的研究现状进行简要介绍。
二、波浪发电的概念。
波浪发电是指利用波浪的运动能量来生成电能。
波浪是海洋中重要的能源资源之一，具有非常广阔的发电潜力。
比如，全球海岸线大约有50%可直接开发的波浪能，预计可满足全世界2%的电力需求。
三、波浪发电的发展历程。
波浪发电技术的历史可以追溯到19世纪初期，当时英国发明家康格斯发明了第一台波浪发电机，但由于当时技术的限制，该发电机并未获得应有的商业成功。
20世纪80年代，波浪发电技术得到了进一步的发展，并开始得到广泛的关注和投入。
随着技术的不断发展，现代波浪发电技术的可靠性和效率已经得到了显著的提高。
四、波浪发电的研究现状。
目前，波浪发电已经成为了各国海洋能源产业的研究热点。
不同的波浪发电技术包括波浪能转化器、直接转换系统、张力腿主轴式波浪能转化器等，都已经得到实际应用和测试。
同时，许多国家也在加大对波浪发电技术的研究和开发力度。
例如，欧盟已经投资了数百万欧元用于在爱尔兰、葡萄牙和英国海岸线的实验场地部署波浪发电设备。
在中国，2018年，中国首个全装置性质的波浪发电站——福建海宁波浪发电站可以并网发电。
总之，波浪发电作为可再生能源的一种形式，其潜力巨大。
未来，随着技术的不断发展，波浪发电有望成为一个重要的能源供应来源。
U型振荡水柱波能发电装置波浪力试验研究
第20卷 第10期 中 国 水 运 Vol.20 No.10 2020年 10月 China Water Transport October 2020收稿日期：2020-04-08作者简介：暴 捷（1988-），男，中国海洋大学硕士生。
U 型振荡水柱波能发电装置波浪力试验研究暴 捷，许传礼，杨 鑫（中国海洋大学 工程学院，山东 青岛 266100）摘 要：U 型振荡水柱波能发电装置（U 型OWC）最早由意大利学者Boccotti 于2002首次提出，到目前为止相关研究只有不到20年的时间。
目前关于U 型振荡水柱波能发电装置的研究重点还是放在装置的一级、二级能量转换效率上，对结构受力的相关研究较少。
本文以U 型OWC 波能发电装置为研究对象，通过物理模型水工试验的方法对装置受到的波浪力进行研究分析。
重点研究了装置前挡板在不同的波浪要素下，不同结构参量的变化对装置受力的影响。
关键词：波浪能；U 型OWC；波浪力中图分类号：TK79 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）10-0065-03一、研究背景迄今为止，全球大部分的电力供应仍然是由化石燃料提供的。
合理开发利用可再生能源，可以为世界各国提供能源安全，减少温室气体排放，并帮助解决全球变暖。
生物质、地热、水电、海洋、太阳能和风能是不同类型的可再生能源。
与其他可再生能源相比，海洋能源具有丰富度可用性、高负荷因子、低环境影响和资源可预测性等重要优势[1]。
目前海洋能开发利用主要有以下五种技术：（1）潮汐能；（2）海流能；（3）温差能；（4）盐差能；（5）波浪能。
在这五项技术中，研究主要集中于潮汐能和波浪能。
波浪能是指海水表面水体在外力（主要是风的作用下）形成的波动所蕴含的动能和势能总和，波浪能主要应用在波能发电。
波能发电装置按照工作原理主要分为振荡水柱式OWC（Oscillating Water Columns）、越浪式OD （Overtopping Devices ）、振荡体式OB（Oscillating Bodies）三种。
波浪能发电装置的研究
波浪能发电装置的研究岳文艳;张友恒【摘要】本论述所研究的装置主要是利用漂浮于海上的大浮体和在大浮体顶部凹槽内浮标在波浪的作用下相对运动来提取波浪能,再由浮标带动活塞推动使液体循环系统工作,从而实现水轮机的运转,最终实现发电系统均匀稳定的发电。
【期刊名称】《甘肃科技纵横》【年(卷),期】2011(040)004【总页数】3页(P41-43)【关键词】新能源;波浪能发电;波浪采集;液体循环【作者】岳文艳;张友恒【作者单位】兰州超高压输变电公司,甘肃兰州730050;甘肃肃瑞电力工程技术有限公司,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TM621.3随着人类对能源需求的与日俱增，能源危机即日可待，新能源的研究、开发和利用势在必行。
海洋能是一种取之不尽用之不竭的无污染可再生能源，地球上海洋波浪蕴藏的电能可达5000GW。
我国是海洋大国，可利用的波浪能极为丰富，尤其是东海沿岸（福建、浙江近海）海洋能蕴藏量大，能量密度高，开发条件优越，具有较大的开发利用价值。
波浪能发电装置首先用波浪能转换装置把波浪能转换成机械能，再把机械能转换为电能。
波浪能发电装置通常可以分为三部分：第一部分为波浪能采集系统，作用是捕获波浪的能量；第二部分为机械能转换系统，作用是把捕获的波浪能转换为某种特定形式的机械能（一般是将其转换成某种工质如空气或水的压力能，或者水的重力势能）；第三部分为发电系统，用涡轮机（也叫透平，可以是空气涡轮机或水轮机）等设备将机械能传递给旋转发电机转换为电能。
基于上述，本文提出了一种新型的波浪发电装置，可以单体置于海中发电，也可以实现大规模并网发电，因此具有重要的理论和实际意义。
1 概述图1 波浪能发电装置总体效果图本装置提供了一种漂浮式双浮体波浪能发电装置（见图1）。
包括一个漂浮于海面的大浮体，大浮体由均匀分布于大浮体底面边缘的三条锚链系泊于海底，以确保其稳定性，大浮体外形为台体，台体顶部有凹槽，浮标置于凹槽内，浮标下端由刚性杆链接液体循环系统和发电系统。
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摘 要 ：新型 振动 式 波浪 能发 电 装置 选择 波 浪能 这一 绿 色清 洁能 源 ，将其 转换 为 电力 ，力图 为解 决 航 行 器能 源 供 给 问题 提 供有 效 的 解决 方 案 。为小 型 海洋 航 行 器长 期 自维 持作 业 提供 所 需 电 力 ，减 少 其 对船 舶 的依 靠 。拟 面向 水下 航行 器 ，兼 顾水 面航 行 器 ，研究 波浪 能 随体 发电 技术 ，提 供 较为 充 足的 电 力 ，能够 作 为推进 动 力 ，就地持 续 的供应 ＡＵ Ｖ等 航行 器 。 关键 词 ：振动 式 波浪 能发 电 小 型航 行 嚣 设 计研 究
Ａｂｓｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｎｅｗ ｔ ｙ ｐｅ ｖｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｖｅ ｅｎｅ ｒ ｇｙ ｐ ｏｗｅｒ ｇ ｅｎｅｒ ａｔ ｉ ｏｎ ｄｅ ｖｉ ｃｅ ｃ ａｎ ｃ ｈｏ ｏｓ ｅ ｗａｖ ｅ ａ
ｇｒ ｅｅｎ，ｃ ｌ ｅ ａｎ ｅ ｎｅｒ ｇ ｙ，ｃ ｏｎ ｖｅ ｒ ｔ ｉ ｔ ｔ ｏ ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃｉ ｔ ｙ ，ｔ ｒ ｙｉ ｎｇ ｔ ｏ ｓ ｏｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐｒ ｏｂｌ ｅｍ ｏ ｆ ａｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ ｐ ｏ ｗ ｅｒ ｓ ｕｐｐ ｌ ｙ ｔ ｏ ｐｒ ｏ ｖｉ ｄｅ ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖｅ ｓｏｌ ｕｔ ｉ ｏｎ Ｆｏ ｒ ｓｍａｌ ｌ Ｍ ａｒ ｉ ｎ ｅ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ ｓｉ ｎｃ ｅ ｔ ｈｅ ｐｏｗｅｒ ｎｅｃ ｅｓ ｓ ａｒ ｙ ｔ ｏ ｓ ｕｓ ｔ ａｉ ｎ ｔ ｈｅ Ｊ ｏｂ ｏ ｆｅｒ ｆ ｏｒ ａ ｔ ｏｎ ｇ ｔ ｉ ｍ ｅ，ｒ ｅｄｕ ｃｅ ｉ ｔ ｓ ｒ ｅｌ ｙ ｏｎ ｔ ｏ ｓ ｈｉ ｐ Ｐｒ ｏｐ ｏｓ ｅｄ ｆ ｏｒ ｕｎ ｄｅｒ ｗａ ｔ ｅ ｒ
ｖ ｅｈ ｉ ｃ ｌ ｅ，ｂ ｏｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａｃ ｅ ｃｒ ａ ｆ ｔ ，ｔ ｈｅ ｗａ ｖｅ ｅｎ ｅｒ ｇ ｙ ｏ ｖｅ ｒ ｐ ｏｗｅ ｒ ｇ ｅｎｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｔ ｅｃ ｈｎ ｏｌ ｏｇ ｙ ｐ ｒ ｏ ｖｉ ｄｅ
，
态如 图３ 所示 。
振 动目 垦收 集装置
一
持 ，电力 消耗 亦须 通 过缆 索依 靠母 船 供给 ，电 力耗尽 时
需 要 依 靠 船 舶 频 繁 回 收 ，并 依 靠 岸 电 或 船 舶 电站 充 电 。这 其 间 的 海 洋 交 通 以 及 船 舶 用 电 ，势 必 会 消 耗 大 量 的 化 石 燃
料 。波 浪能是缓 解能源危机 的新型可再 生清洁 能源 之一 。
据 美 国 能 源 机 构 估 计 ，地 球 上 潜 在 的 波 浪 能 大 约 ３ Ｏ 亿 千
发电机－ 储能系统 瓦 ，在 海洋 中有 利的地理位 置 ，按照 海岸线长度计 算 ，波 浪 能量 密度平 均值可 达 ： ￣ Ｊ ｌ ４ Ｏ ＭＷ／ ｋ ｍ。利用波 浪能 这种绿 色 能源 ，将 大 大减 少其 依 靠船 舶 而产 生 的对 化石 能 源 的
小 型海 洋航 行 器作 为 便捷 、 高效 的海 洋 移动 平 台 ， 在 海洋 资源 勘 探 、水 下军 事侦 察 、海 洋设 备 监测 等领 域
具 有 十 分 重 要 的 战 略 意 义 。 但 是 其 作 业 需 要 母 船 跟 随 支
部 加 装 摆 动 水 翼 ，捕 获 波 浪 能耦 合 到 内 部 振 动 收 集 装 置 ，增大 对波 浪的捕 获能 力。总体 方案 框 图如 图 ｌ 所示 ， 航行器 总体 构想 如 图２ 所 示 。小型航 行器 摆动 水翼运 动状
ｍ ｏｒ ｅ ｓｕ ｆｉ ｃ ｉ ｅｎ ｔ ｐｏ ｗｅｒ ，ｃ ａｎ ｂｅ ｕ ｓｅｄ ａｓ ａ ｐｒ ｏｐｕ ｌ ｓ ｉ ｏｎ，ｏｎ～ ｓｉ ｔ ｅ ｃｏｎ ｔ ｉ ｎｕ ｏｕｓ ｓｕ ｐｐｌ ｙ ｏｆ ＡＵＶ ｎ ａｖ ｉ ｇａ ｔ ｉ ｏｎ
Ｋｅｙ ｗ ｏｒ ｄｓ： Ｖｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｎｇ Ｗ ａｖ ｅ ｅｎ ｅｒ ｇｙ ｐ ｏｗｅｒ ｇｅｎ ｅｒ ａｔ ｉ ｏ ｎ Ｓｍａｌ ｌ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ Ｄｅｓ ｉ ｇｎ ｒ ｅｓ ｅａｒ ｃｈ
－ ＿ 。 ０ 智慧工厂
振动式波浪能发电装置设计与研究
Ｖｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｗａ ｖ ｅ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｅ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
消 耗 以及降｛ Ｅｃ ｏｘ、 ＮＯＸ 和Ｓ ＯＸ等 船 舶 废 气 污 染 物 的 排 放 ，达 到 节 约 能 源 、 减 少 排 放 、保 护 环 境 的 目的 。
・
武汉理工大学 能源与动力工程学院 邱铖铖 Ｑｉ ｕ Ｃｈ ｅ ｎ ｇ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ
武 汉 理工 大学 管理 学院 江 丽君 Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｌ ｉ ｊ ｕ ｎ
郑卫 刚 Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｗｅ ｉ ｇ ａ ｎ ｇ 武 汉 理工 大学 Ｉ￣ Ｊ Ｉ Ｉ 练 中心
・
【 中国分类号 】Ｐ ７ ４ ３ ２【 文献标识码 】 Ｂ 文章编号１ ６ ０ ６ — ５ １ ２ ３ （ ２ ０１ ６ ） １ １ — ０ ０ ９ ４ — ０ ２
曩 ． ＝ ｊ
力 。 一 方 面 利 用 内 部 振 动 能 量 收 集 装 置 ，通 过 振 动 质 量 块 的 惯 性 力 吸 收 波 浪 晃 动 的 动 能 ：另 一 方 面 在 航 行 器 外