浮體繩輪波浪發(fā)電裝置系泊系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來(lái)，全世界面臨化石能源枯竭和環(huán)境污染雙重壓力，各個(gè)國(guó)家都把新能源的開發(fā)利用放到發(fā)展的首要位置。波浪能作為一種新型可再生資源，具有能量密度高、分布范圍廣、清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。浮體繩輪波浪發(fā)電裝置是一種新型振蕩浮子式波浪發(fā)電裝置，具有體積小、成本低、投放簡(jiǎn)單、易于維護(hù)和發(fā)電效率高等優(yōu)點(diǎn)。
　　本論文課題就是依托于國(guó)家可再生能源專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“浮體繩輪波浪發(fā)電技術(shù)研究與試驗(yàn)”。本文重點(diǎn)研究浮體繩輪波浪發(fā)電裝置的系泊方案，從系泊方案的

2、理論分析、初步設(shè)計(jì)、軟件仿真以及布放試驗(yàn)四個(gè)方面，對(duì)浮體繩輪波浪發(fā)電裝置系泊方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。
　　本文研究的內(nèi)容如下:
　　第一，介紹浮體繩輪波浪發(fā)電裝置的工作原理，研究了系泊系統(tǒng)的種類以及國(guó)內(nèi)外波浪發(fā)電裝置的系泊方案。最終根據(jù)浮體繩輪波浪發(fā)電裝置的原理，初步選擇了懸鏈線式系泊方式。
　　第二，提出懸鏈線系泊方案對(duì)浮體繩輪波浪發(fā)電效率沒(méi)有影響，并進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證。最終通過(guò)理論計(jì)算和仿真分析驗(yàn)證了懸鏈線系泊方

3、式的可行性。
　　第三，研究了浮體在一定海況下所受到的載荷類型，并對(duì)浮體載荷進(jìn)行了理論計(jì)算和軟件仿真，為下一步進(jìn)行系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　第四，對(duì)系泊方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。首先，借助懸鏈線方程分析對(duì)比錨鏈系泊、鋼絲繩系泊和組合式系泊三種方案的特點(diǎn)，根據(jù)海試地點(diǎn)的海況分析選擇合適的系留索，通過(guò)分析最終選擇純錨鏈作為最終的系留索。根據(jù)設(shè)計(jì)海況計(jì)算浮體所受到的風(fēng)、浪、流載荷，根據(jù)載荷大小初步選擇系泊錨鏈的規(guī)格參數(shù)。其次，借助

4、AQWA軟件進(jìn)行布置方案的設(shè)計(jì)選用，包括錨鏈的數(shù)量以及錨鏈布置角度，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)單純通過(guò)增加錨鏈數(shù)量并不一定增大系泊系統(tǒng)抗風(fēng)浪等級(jí)，合理布置錨鏈角度同樣能增大系泊系統(tǒng)抗風(fēng)浪等級(jí)。再次，根據(jù)錨鏈的張力進(jìn)行錨的設(shè)計(jì)選用。最后，通過(guò)海試驗(yàn)證浮體繩輪波浪發(fā)電系泊方案的可行性。
　　第五，解決極端海況發(fā)電裝置安全性問(wèn)題。首先，提出通過(guò)采取升降浮體來(lái)解決浮體在極端海況下的安全問(wèn)題。其次，設(shè)計(jì)了兩種不同原理的浮體升降方案，并對(duì)兩種方案進(jìn)行分析比