- 文献综述:
文献【1】介绍一种基于永磁振子的漂浮式波浪发电装置。传统结构的旋转发电机应用于波浪发电,一般都需要靠水轮机或空气涡轮带动旋转发电机来发电。稀土永磁材料具有良好磁性能,采用基于永磁振子的发电机构成波能转换装置,可以解决传统波浪发电装置存在的造价昂贵、转换效率低和难以商业化的问题。
该装置通过六面体支架中间的重锤在波浪力作用下的上下摆动,牵引发电机振子做往复运动,从而在发电机定子绕组产生感应电动势。由于每个绕组感应电动势低压、变频变幅,采用整流滤波电路、电压比较电路、逻辑控制电路、蓄电池组检测电路和由发电单元、继电器开关及蓄电池构成的充电主电路构成电能后处理电路来解决此问题。
直驱式波浪发电技术是随着波浪发电和直线电机技术的发展,迅速发展起来的新型直驱式发电技术。直驱式系统一般采用直线发电机直接将波浪的机械能转换为电能。相对于现时的其他波浪能发电装置,直驱式波浪能发电装置所需的离岸维护最少,被认为是现有的波浪发电系统中最具可行性的海上发电方式之一,具有很好的发展前景,因此,近些年来得到了越来越多的研究。
文献【2】介绍一种波能直驱互感耦合式开关磁阻发电机。互感耦合式直线开关磁阻发电机(LSRMC)结合了传统的旋转开关磁阻电机结构简单、可靠性好、成本低,以及传统直线电机无中间环节直接驱动直线运动台的优点,使它在低速大推力的海洋环境中作为波浪能转换装置已经越来越受到人们的关注。
LSRMC与传统的6/4旋转开关磁阻电机运行原理相似。它由一个双边的初级和一个运动的次级组成,其中次级被固定于导轨的4个滑块上,而初级上的三相线圈以全距绕组的形式分布在槽中。LSRMC与传统开关磁阻电机一样,遵循“磁阻最小”的运行原理。在励磁阶段电动机克服电磁力拖动次级运动时,机械能以磁场能的形式存储在了电机中;在发电阶段,通过开通关断IGBT,将存储的磁场能转换为电能输出给负载,并且通过合理控制励磁和发电阶段,电能将稳定输出。已经研究了采用不对称半桥拓扑结构功率变换器的LSRMC最佳功率跟踪控制的实现方法。此种方法根据输出电压的要求,控制IGBT的开通关断位置,以实现最佳效率跟踪的控制目标。采用有限元仿真和实验方法共同验证了在线计算控制策略的实用性和有效性。
文献【3】介绍了海洋能发电技术的发展现状与前景。人类对能源的需求与日俱增,造成能源消耗直线上升,尤其是传统的石油、天然气和煤炭等资源日益枯竭,日益增长的能源需求不断消耗着有限的化石燃料,同时生成大量污染环境的废弃物,引起温室效应等严重后果。。出于对能源安全和气候变化的政治承诺,可再生能源产业正在全球发展。
海洋覆盖了地球的百分之七十的表面, 蕴涵着无穷的能量, 其中可利用的能量大大超过了目前全球能源需求的总和。海洋能的种类多种多样, 主要有波浪能、潮汐能、潮流能、温差能等。
人类从 18 世纪末期就开始研究利用海洋能, 但是由于其运行环境恶劣等原因没有付诸实施。海洋能是清洁的可再生能源, 开发和利用海洋能对缓解能源危机和环境污染问题具有重要的意义, 许多国家特别是海洋能资源丰富的国家, 大力鼓励海洋能发电技术的发展。随着现代科学技术, 尤其是材料、密封、防腐等技术的发展, 为利用海洋能打下了基础。近几十年来, 海洋能发电技术取得了迅速的发展, 各国的科技工作者开发了各种波浪能、潮汐能、潮流能以及温差能发电系统, 部分已经建成试验电站, 进入商业化运营。可以预见, 在不远的将来, 海洋能发电将成为继风力发电、光伏发电之后又一个成熟的可再生能源发电系统。由于海洋蕴涵量巨大, 海洋能必将成为能源供给的重要组成部分。
在海洋能源中,波浪能是最容易被直接利用的机械能,也是当今海洋能源开发的重点研究领域。目前研究的波浪能利用技术大都源于以下几种基本原理:利用物体在波浪作用下的升沉和摇摆运动将波浪能转换为机械能、利用波浪的爬升将波浪能转换成水的势能等。绝大多数波浪能转换系统由三级能量转换机构组成。其中, 一级能量转换机构( 波能俘获装置) 将波浪能转换成某个载体的机械能; 二级能量转换机构将一级能量转换所得到的能量转换成旋转机械( 如水力透平、空气透平、液压电动机、齿轮增速机构等) 的机械能; 三级能量转换通过发电机将旋转机械的机械能转换成电能。有些采用某种特殊发电机的波浪能转换系统, 可以实现波能俘获装置对发电机的直接驱动, 这些系统没有二级能源转换环节。
根据一级能源转换系统的转换原理, 可以将目前世界上的波能利用技术大致划分为: 振荡水柱(OWC) 技术、摆式技术、筏式技术、收缩波道技术、点吸收( 振荡浮子) 技术、鸭式技术、波流转子技术、虎鲸技术、波整流技术、波浪旋流技术等。
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