科學(xué)研究
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科研進(jìn)展
海洋波浪能分布廣泛,具有巨大的開發(fā)潛力。波浪能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)環(huán)節(jié)多,每一環(huán)節(jié)均受制于海洋波浪的不定常性,難以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率的顯著提升,因此關(guān)于整機轉(zhuǎn)換效率提高的研究始終是個熱門課題。 波浪的不定常性一方面導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)效率的提高具有較大難度,另一方面其波動傳播的特點又為能量聚集創(chuàng)造了條件。目前國際公認(rèn)波浪能氣動式發(fā)電技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的優(yōu)勢,然而盡管研究歷史悠久、示范裝置眾多,并且部分電站運行時間超過10年,但始終未能克服普遍存在的能量轉(zhuǎn)換效率較低的問題,故商業(yè)化進(jìn)程緩慢。 鑒于發(fā)電模型研究是開發(fā)海試樣機中的一個重要過程,中國科學(xué)院廣州能源研究所研究團(tuán)隊在2020年度國家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金項目“自航單浮體氣動式波浪能高效轉(zhuǎn)換機理研究及驗證”的支持下,充分發(fā)揮振蕩聚波的優(yōu)勢,創(chuàng)新研發(fā)了一種單浮體氣動式波浪能發(fā)電模型。 科研團(tuán)隊依據(jù)國際上的測試規(guī)范,對單浮體氣動式波浪能發(fā)電模型在國家海洋技術(shù)中多功能造波水池進(jìn)行了測試,得到了規(guī)則波下波電轉(zhuǎn)換特性和不規(guī)則波下波電轉(zhuǎn)換特性。測試結(jié)果表明:(1)所完成的規(guī)則波工況中,在平均周期為2.58s、平均波高為0.1040m的工況下,電池負(fù)載下最大波電轉(zhuǎn)換效率為63.36%;(2)所完成的不規(guī)則波工況中,在譜峰周期為2.62s、有效波高為0.1412m的工況下電池負(fù)載下最大波電轉(zhuǎn)換效率為30.17%。 此次單浮體波浪能高效轉(zhuǎn)換的實驗室測試結(jié)果為開展高效轉(zhuǎn)換、低成本的實型氣動式波浪能發(fā)電樣機的研發(fā)提供了實驗依據(jù),對推動行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
圖1. 單浮體氣動式波浪能發(fā)電模型
圖2. 電池負(fù)載下規(guī)則波發(fā)電模型波電轉(zhuǎn)化特性
圖3. 電池負(fù)載下不規(guī)則波發(fā)電模型波電轉(zhuǎn)化特性 |
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