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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書
??
設(shè)計（論文）題目：
點頭鴨波浪能結(jié)構(gòu)設(shè)計
?
學(xué)生姓名：
陸加俊
學(xué)??號：
1204201033
專????業(yè)：
機械設(shè)計制造及其自動化
所在學(xué)院：
機電工程學(xué)院
指導(dǎo)教師：
姜勁
職????稱：
高工
發(fā)任務(wù)書日期：年月日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系（院）領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生。
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫，不得涂改或潦草書寫；或者按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，要求正文小4號宋體，1.5倍行距，禁止打印在其它紙上剪貼。
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系（院）主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫。
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“學(xué)院”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號，不能只寫最后2位或1位數(shù)字。
5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照《金陵科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范》的要求書寫。
?6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：
?
本課題屬于教師自主命題，來源于工程實踐。
目的：
1、通過本課題的設(shè)計研究，考察學(xué)生四年來在校所學(xué)的專業(yè)知識水平及運用專業(yè)知識解決設(shè)計項目的創(chuàng)新能力；
2、通過本課題的研究使學(xué)生系統(tǒng)的熟悉機械設(shè)計分析及掌握相關(guān)的設(shè)計手法。
3、通過本課題使學(xué)生熟練掌握制圖方法、規(guī)范設(shè)計圖紙畫法以及提高使用設(shè)計軟件解決應(yīng)用問題的能力。
2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
?
內(nèi)容：
以“點頭鴨”為波能采集器的波浪發(fā)電裝置，所述的“點頭鴨”為波能采集器的波浪發(fā)電裝置，具有一垂直于來波方向安裝的轉(zhuǎn)動軸，裝置的橫截面輪廓呈鴨蛋形，其特征是采用“點頭鴨”為波能采集器。本實用新型若能大力推廣，有望實現(xiàn)波能發(fā)電的實用化，產(chǎn)業(yè)化。
本課題技術(shù)要求：
1、?創(chuàng)造性：該裝置以“點頭鴨”為波能采集器的波浪發(fā)電裝置，應(yīng)具有較好的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，注重設(shè)計思考與設(shè)計表達(dá)的統(tǒng)一。
2、主題性:以海洋能源為主題，比較新穎。
3、?功能性:在波浪發(fā)電中，能夠廣泛應(yīng)用
本報課題研究的工作要求：
要明確的知道波浪能發(fā)電的工作原理，進(jìn)一步進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書
3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求〔包括圖表、實物等硬件要求〕：
1、設(shè)計圖紙：裝配圖，零件圖，剖視圖
2、設(shè)計說明：說明書
3、PPT
4．主要參考文獻(xiàn)：
[1] 竺艷蓉編著.海洋工程波浪力學(xué)[M]. 天津大學(xué)出版社, 1991
[2] 文圣常,余宙文 編著.海浪理論與計算原理[M]. 科學(xué)出版社, 1984
[3] 楊叔子[等]編著.機械工程控制基礎(chǔ)[M]. 華中科技大學(xué)出版社, 2005
[4] 許肖梅編著.海洋技術(shù)概論[M]. 科學(xué)出版社, 2000
[5] 邱大洪著.波浪理論及其在工程上的應(yīng)用[M]. 高等教育出版社, 1985
[6] 龍遐令著.直線感應(yīng)電動機的理論和電磁設(shè)計方法[M]. 科學(xué)出版社, 2006
[7] 葉云岳編著.直線電機原理與應(yīng)用[M]. 機械工業(yè)出版社, 2000
[8] 楊曉輝主編.簡明機械實用手冊[M]. 科學(xué)出版社, 2006
[9] 吳宗澤主編.機械設(shè)計實用手冊[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003
[10] 文圣常,余宙文 編著.海浪理論與計算原理[M]. 科學(xué)出版社, 1984
[11] 徐德鴻編著.電力電子系統(tǒng)建模及控制[M]. 機械工業(yè)出版社, 2006
[12] 張衛(wèi)平編著.開關(guān)變換器的建模與控制[M]. 中國電力出版社, 2006
[13] 張占松,蔡宣三編著.開關(guān)電源的原理與設(shè)計[M]. 電子工業(yè)出版社, 2004
[14] 陳伯時主編.電力拖動自動控制系統(tǒng)[M]. 機械工業(yè)出版社, 2003
[15] 張崇巍,張興編著.PWM整流器及其控制[M]. 機械工業(yè)出版社, 2003
[16] 王勖成編著.有限單元法[M]. 清華大學(xué)出版社, 2003
[17] Ji-Sheng Zhang,Jun Wang,Ai-Feng Tao,Jin-Hai Zheng,Hui Li,Luigi Cappelli. New Concept for Assessment of Tidal Current Energy in Jiangsu Coast, China[J]. Advances in Mechanical Engineering . 2013
[18] Shujie Wang,Peng Yuan,Dong Li,Yuhe Jiao. An overview of ocean renewable energy in China[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews . 2010 (1)
[19] Junqiang Xia,Roger A. Falconer,Binliang Lin. Impact of different tidal renewable energy projects on the hydrodynamic processes in the Severn Estuary, UK[J]. Ocean Modelling . 2009 (1)
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書
5．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進(jìn)度計劃：
15.11.20-----15.12.20
15.12.20----16.01.15
16.01.15----16.03.18
16.03.18----16.04.08
16.04.08----16.04.30
16.05.01----16.05.10
16.05.10----16.05.15
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?
學(xué)生明確選題
學(xué)生完成開題報告
學(xué)生完成設(shè)計草圖階段,明確設(shè)計方案
學(xué)生完善設(shè)計正稿, 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文初稿
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計完成階段,提交畢業(yè)論文正稿,完成期中檢查
學(xué)生提交畢業(yè)設(shè)計論文,布置畢業(yè)設(shè)計展
布展、畢業(yè)答辯準(zhǔn)備
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所在專業(yè)審查意見：
?通過?
負(fù)責(zé)人： ??????????? ?2015? 年??? 12 ?月???23 ?日
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
設(shè)計(論文)題目： 點頭鴨波浪能結(jié)構(gòu)設(shè)計
學(xué)生姓名： 學(xué) 號：
?！ I(yè)：
所在學(xué)院：
指導(dǎo)教師：
職 稱：
年 月 日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的框架成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
5.開題報告（文獻(xiàn)綜述）字體請按宋體、小四號書寫，行間距1.5倍。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫不少于1000字的文獻(xiàn)綜述：
1.l課題研究背景
能源是經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),人類的發(fā)展是伴隨著優(yōu)質(zhì)能源的出現(xiàn)和先進(jìn)能源技術(shù)的使用而進(jìn)行。然而,在過去的幾十年中,為了短期的經(jīng)濟效益,人類對于諸如石油、煤等傳統(tǒng)能源的開發(fā),幾近瘋狂的地步,使有限的傳統(tǒng)能源資源日益枯竭。根據(jù)《BP世界能源統(tǒng)計年鑒2011)}的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明`,世界能源需求主要依靠石油、煤炭、天然氣、水電、核電、可再生能源等六個方面的供應(yīng),石油、煤炭、天然氣是世界能源結(jié)構(gòu)的主要組成部分,2010年它們占全球能源消費的比例分別是:33.6%、29-6%和23.3%?？梢?石油仍然是全球最大的能源來源,但是傳統(tǒng)能源的儲量并不足以讓人類樂觀的面對未來的能源需求,以石油為例,按目前的年開采量,2010年年底探明的石油儲量還可供開采46.2年。然而,隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人類社會對于能源的需求量會日益增大,傳統(tǒng)能源儲量卻是在日益減少的,兩者之間的矛盾越來越激烈?！禕P世界能源統(tǒng)計年鑒2011》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,2010年,能源消費總量輕松超越了2008年經(jīng)濟衰退前所達(dá)到的峰值。2011年能源消費增長比例為5-6%,達(dá)到1973年以來的最高漲幅。各類能源消費和各地區(qū)能源消費都增長強勁。新興經(jīng)濟體的能源消費繼續(xù)快速增長,經(jīng)合組織國家的能源消費增幅也遠(yuǎn)高于平均水平。數(shù)據(jù)同時表明,去年全球化石燃料消費產(chǎn)生的二氧化碳排放量也出現(xiàn)大幅增長,隨之而來的環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重,以致開始危及人類的生存和發(fā)展`。
在能源危機和環(huán)境問題的雙重壓力下,人類采取了制定《京都議定書》、《聯(lián)合國氣候變化框架公約》等一系列措施來節(jié)制由于傳統(tǒng)能源的不合理利用而造成的環(huán)境危害,同時隨著傳統(tǒng)資源的不斷減少,開采難度的不斷增加,開采的費用愈來愈昂貴,各國的政府、科學(xué)研究機構(gòu)和學(xué)者也開始積極的去尋找清潔可再生能源來改變目前的能源利用結(jié)構(gòu),走可持續(xù)的能源發(fā)展道路。歐盟于2007年初提出了可再生能源的發(fā)展目標(biāo),到2020年可再生能源發(fā)電量需達(dá)到一次能源全部發(fā)電量的30%,可再生能源消費需占到一次能源總消費的20%。世界其它國家也相繼采取政府補貼電價、稅收優(yōu)惠、強制分配市場配額等手段鼓勵、支持和引導(dǎo)可再生能源的健康發(fā)展2我國人均能源擁有量仍處于較低水平,其中煤炭、水力資源約為世界人均擁有量的一半,而天然氣、石油僅約占世界人均資源量的1/153。我國人口眾多,人均能源消費水平低,能源需求增長壓力大,能源供應(yīng)與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾十分突出。環(huán)境污染也是我國一個突出問題,生態(tài)系統(tǒng)脆弱,大量開采和使用化石能源對環(huán)境影響很大,特別是我國能源消費結(jié)構(gòu)中煤炭比例偏高,二氧化碳排放增長較快,對氣候變化影響較大。可再生能源清潔環(huán)保,開發(fā)利用.過程不增加溫室氣體排放。大力開發(fā)利用可再生能源,對于我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境、減排溫室氣體、應(yīng)對氣候變化具有十分重要的作用。我國《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》明確提出:“實行優(yōu)惠的財稅、投資政策和強制性市場份額政策,鼓勵生產(chǎn)與消費可再生能源,提高在一次能源消費中的比重?！睘榱思涌炜稍偕茉窗l(fā)展,促進(jìn)節(jié)能減排,積極應(yīng)對氣候變化,更好地滿足經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的需要,在總結(jié)我國可再生能源資源、技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r,借鑒國際可再生能源發(fā)展經(jīng)驗基礎(chǔ)上,研究制定了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》,提出了具體發(fā)展目標(biāo):“逐步提高優(yōu)質(zhì)清潔可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例,力爭到2010年使可再生能源消費量達(dá)到能源消費總量的10%,到2020年達(dá)到15%。”在尋求新能源的道路上,人類開始逐漸重視占地球表面3/4的海洋。從數(shù)據(jù)上看,這片曾經(jīng)孕育生命的廣裹海洋蘊藏著巨大的能量:地球表面積約為5.lxloskmZ,其中陸地表面積為1.49x1o“枷,,海洋面積3.6lxl護(hù)枷2,占地表總面積的71%;以海平面計,全部陸地的平均海拔約為840m,而海洋的平均深度卻為38Om,整個海水的容積多達(dá)1.37x109枷3·`。海洋將太陽能以及其派生的風(fēng)能等以熱能、機械能等形式蓄在海水里,不像在陸地和空中那樣容易散失,而且海洋能源是一種可再生的能源,取之不盡,用之不竭,若能充分開發(fā)利用,將極大的緩解目前的能源問題。海洋能是指依附于海水中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能等。太陽到達(dá)地球的能量,大部分落在海洋上空和海水中,部分轉(zhuǎn)化為各種形式的海洋能。潮汐能是地球旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能量通過太陽和月亮的引力作用而傳遞給海洋的,并由長周期波儲存的能量,潮汐的能量與潮差大小和潮量成正比;波浪能是一種在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的,并以位能和動能的形式由短周期波儲存的機械能,波浪的能量與波高的平方和波動水域面積成正比;海水溫差能是熱能,低緯度的海面水溫較高,與深層冷水存在溫度差,而儲存著溫差熱能,其能量與溫差的大小和水量成正比;河口水域的海水鹽度差能是化學(xué)能,入海徑流的淡水與海洋鹽水間有鹽度差,若隔以半透膜,淡水向海水一側(cè)滲透可產(chǎn)生滲透壓力,其能量與壓力差和滲透流量成正比;海流能是指海水流動的動能,主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動所產(chǎn)生的能量,是一種以動能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能,海流的能量與流速平方和通流量成正比。潮汐、潮流,海流、波浪能都是機械。根據(jù)聯(lián)合國教科文組織1981年出版物的估計數(shù)字,全世界理論上可再生的海洋能(包括潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能等通常認(rèn)為的五種海洋能)總能量為766億千瓦.潮潮汐汐通過在河口建壩的方式利用用300+TWh/年年潮汐產(chǎn)生的水的勢能帶動水輪機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。海(潮)流利用模塊化裝置將海流或潮潮8,000一80,000+TWh/年年汐汐汐引起的海水的動能轉(zhuǎn)化為電能等等其他形式的能量。波浪利用各種裝置將由波浪引起起800+TWh/年年的的的動能和勢能轉(zhuǎn)換為電能等其他他他形式的能量。利用各種海洋溫差能轉(zhuǎn)換換10,000+TWh/年年(OTEC)裝置將表層海水和深層海海海水水水之間水溫之差引起的熱能進(jìn)行行利利利用。鹽鹽差差在河流入?？谔?利用相關(guān)關(guān)2,000+TWh/年年裝裝裝置通過海水與淡水之間鹽度滲滲滲透透透壓差轉(zhuǎn)化勢能帶動水輪機實現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)能能能量轉(zhuǎn)換。。。由以上數(shù)據(jù)可知,海洋能的蘊藏量和開發(fā)潛力是驚人的。其中,與比較容易利用且已有許多商業(yè)化產(chǎn)品的太陽能和風(fēng)能相比,波浪能有其特殊的優(yōu)勢,即不但能源分布廠,而且平均能密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于太陽能和風(fēng)能。太陽能的平均密度為100一200砰/mZ,風(fēng)能為400一600平/m“,而波浪能可以達(dá)到2000一4000砰/mZ,幾乎是太陽能的200倍,風(fēng)能的50倍,可見其能量密度之大。
我國擁有漫長的海岸線,沿海的波浪能資源也是十分可觀的。據(jù)觀測到的波浪資料計算顯示,我國沿岸波浪能資源理論量為1.29xl護(hù)K砰,以臺灣省沿岸最豐富,為
其次是浙江、廣東、福建和山東沿岸,在1.60xl2.05xl之間。全國沿岸波浪能流密度分布,以浙江中部、臺灣、福建省海壇島以北、渤海海峽為最高,達(dá)5.n一7.73KW/m;其次是西沙、廣東東部、浙江北部和南部,達(dá)3.63~4.05KW/山;再次為福建南部和山東半島南岸,達(dá)2.25~2.82KW/mg。
綜上所述,波浪能具有非常好的開發(fā)意義和開發(fā)前景,如果開發(fā)得當(dāng),將成為一種可
以提供人類生活生產(chǎn)需要的綠色能源。從數(shù)據(jù)上可知,我國的波浪能資源非常豐富,這樣得天獨厚的天然條件,使我國研究波浪能發(fā)電技術(shù)具有重要的意義,既可以緩解能源危機的壓力,同時也具有現(xiàn)實的經(jīng)濟效益和長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
波浪能發(fā)電裝置的基礎(chǔ)研究是一個多學(xué)科交叉的前沿領(lǐng)域,是機械、電氣和流體力學(xué)等多個學(xué)科的綜合應(yīng)用。在波浪能發(fā)電裝置的設(shè)計過程中,由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性,對于波浪力的模擬和波浪對于波浪能發(fā)電裝置的一次能量捕獲機構(gòu)的作用是一個研究難點。現(xiàn)有的波浪理論多研究波浪力對建筑物的破壞作用,鮮有從能量利用的角度去研究波浪力對捕能裝置(如擺、浮子等)的作用。因此,本課題在現(xiàn)有波浪理論的基礎(chǔ)上,對浮力擺的水動力學(xué)性能進(jìn)行解析研究,并以此波浪力作為波浪能發(fā)電裝置的輸入進(jìn)行仿真研究,分析系統(tǒng)的發(fā)電效率和功率頻率穩(wěn)定性。同時,進(jìn)行場地實驗,以驗證仿真結(jié)果。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
波浪發(fā)電是指利用海面波浪的垂直運動、水平運動和海浪中水的壓力變化產(chǎn)生的能量發(fā)電,波浪能通過波浪能發(fā)電裝置首先被轉(zhuǎn)換為往復(fù)機械能,然后再通過能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成需要的動力或電能。盡管早在18世紀(jì)晚期,就已公布利用波浪的能量發(fā)電的相關(guān)專利,但對波浪能發(fā)電的真正重視和研究開始于19世紀(jì)70年代的石油危機的出現(xiàn)。隨著波浪能發(fā)電愈來愈被重視,世界各國相繼提出了許多波浪發(fā)電的設(shè)想和技術(shù)方案,至今大約有340余種不同的方案,發(fā)明專利超過千項。1910年,法國的波契克斯一普萊西克,建造了一套氣動式波浪能發(fā)電裝置,供應(yīng)其住宅Ikw的電力。1965年,日本的益田善雄發(fā)明了導(dǎo)航燈浮標(biāo)用氣輪機波浪能發(fā)電裝置,獲得推廣,成為首次商品化的波浪能發(fā)電裝置。1978年日本建造了“海明號”波浪發(fā)電船,其額定輸出功率為1250kw,最大輸出功率為20O0kW,隨后又對其進(jìn)行過改造。受1973年石油危機的刺激,從20世紀(jì)70年代中期起,英國、日本、挪威等波浪能資源豐富的國家,把波浪能發(fā)電的開發(fā)作為應(yīng)對未來能源危機的重要措施。1979年國際能源機構(gòu)組織與日本、美國、英國、加拿大等國,進(jìn)行波浪發(fā)電的聯(lián)合研究。1983年英國在蘇格蘭的路易斯,進(jìn)行400OkW防波堤式波浪發(fā)電裝置的研究。1995年8月世界上首臺大型商用波浪能發(fā)電機組在英國克萊德河口海灣開始發(fā)電,裝機容量達(dá)ZOOOKW。2000年月1月,世界上第一個波浪發(fā)電廠在蘇格蘭lslay島附近建成并開始運行。目前,波浪能發(fā)電作為海上航標(biāo)燈、觀測浮標(biāo)及燈塔的電源被廣泛應(yīng)用。但總體來看,波浪能發(fā)電的實際商用價值還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有體現(xiàn)出來,這也說明波浪能發(fā)電的研究前景是無限光明的。波浪能發(fā)電雖然起步早,但進(jìn)展十分緩慢,其原因大致可以歸結(jié)為技術(shù)的不成熟、海洋環(huán)境的惡劣、缺乏自信心等導(dǎo)致的許多國家在波浪能發(fā)電上投入的資金少。然而,近年來由于能源危機的日益嚴(yán)重,各個國家也開始重視可再生能源的開發(fā)利用,特別是在英國、日本和挪威,政府和私有企業(yè)均投入了大量的資金來研究和發(fā)展波浪能發(fā)電裝置,并致力于其商用價值的推廣。
目前波浪能發(fā)電技術(shù)種類繁多,按照國際上最新的分類方式,波浪能發(fā)電技術(shù)分為振蕩水柱技術(shù)(Theoseillatingwatereolumn(OWC))、越浪技術(shù)(Overtoppingeonverters)和振蕩浮子技術(shù)(oseillatingbodysystems)三種。
1.2.1振蕩水柱式波浪能發(fā)電技術(shù)發(fā)展及研究現(xiàn)狀
振蕩水柱技術(shù)利用一個水下開口的氣室吸收波浪能。波浪驅(qū)動氣室內(nèi)的水柱往復(fù)運動,再通過水柱驅(qū)動氣室內(nèi)的空氣,進(jìn)而由空氣驅(qū)動葉輪,得到旋轉(zhuǎn)機械能,或進(jìn)一步驅(qū)動發(fā)電裝置,得到電能。其優(yōu)點是轉(zhuǎn)換裝置不與海水接觸,可靠性較高;工作于水面,便于研究,容易實施;缺點是效率低。
(一)固定式振蕩水柱裝置(Fixed一struetureOwC)
至今,基于各種原理的波浪能發(fā)電裝置方案被廣泛提出,但真正被制造并部署于海域的裝置卻很少,而部署于海岸的又大部分是被放置于近海岸的試驗樣機。通常,這些裝備被安裝于海底或巖石基上,近岸式裝備的優(yōu)點是易于安裝和維護(hù)。振蕩水柱裝置就是典型的第一代樣機。如圖1.1所示的固定式振蕩水柱裝置由一個部分淹沒于海底的混凝土或鋼結(jié)構(gòu)與自由水平面共同構(gòu)成一個氣室。波浪造成自由水平面的波動,從而使氣室內(nèi)的空氣波動,空氣流過渦輪機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。1999年,英國(LIMPET波浪能發(fā)電裝置在蘇格蘭,2000年'“)等地成功建造。所有這些裝置,均被固定在海底,且其主體結(jié)構(gòu)是通過空氣渦輪機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。
(二)漂浮式振蕩水柱裝置(Floating一struetureOWC)
相較于固定式振蕩水柱裝置來說,漂浮式振蕩水柱裝置的氣室是一個浮動的,該裝置通過鎖鏈鉸接于海底,1940年,振蕩水柱裝置創(chuàng)始人YoshioMasuda設(shè)計的世界上首臺漂浮式振蕩水柱裝置Kaimei在日本海域進(jìn)行實驗。隨后,YoshioMasuda發(fā)現(xiàn)Kalmei的能量轉(zhuǎn)換效率較低,對其進(jìn)行了改造。1987年,另一個漂浮式振蕩水柱裝置MightyWhale(如圖1.3)開始研發(fā),于1998年由石力1島播磨重工業(yè)公司完成制造,投放于三重縣外海,安裝了1臺10KW、2臺soKw和2臺3oKw的發(fā)電機組。裝置寬30m,長SOm,,其形似巨鯨。裝置的氣室設(shè)計在裝置的前部,不同于大多數(shù)波浪能發(fā)電裝置的單一發(fā)電功能,該裝置是一個包括波浪發(fā)電、海上養(yǎng)殖和旅游的綜合系統(tǒng)'日。除此之外,英國布里斯維爾大學(xué)研制漂浮式振蕩水柱裝置Sperboy如圖1.4所示。該裝置放置于距岸13~20knl的地方,波浪情況很好。研究人員在延長裝置壽命、裝置抗浪能力、降低傳輸成本等方面將進(jìn)行深入研究,以期降低發(fā)電成本。
中國的波浪能研究開始于1980。到2001年,開發(fā)了一系列振蕩水柱(OWC)波能裝置,
裝機容量分別為10w、6OW、100w?，F(xiàn)在,大約700臺10w振蕩水柱裝置用于為導(dǎo)航
浮標(biāo)供電,其它振蕩水柱裝置均處于實驗階段劊。由于我國的波浪能流小,導(dǎo)致振蕩水柱裝置全年運行時間較短,效率偏低。而在歐洲波浪能流很大,波浪周期在105左右,波高3~sm,振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置承受的波浪力大,全年運行的時間長,所以,其總體發(fā)電效率高。
1.2.2越浪式波浪能發(fā)電技術(shù)發(fā)展及研究現(xiàn)狀
越浪技術(shù)是利用水道將波浪升至高水位水庫形成水位差,利用水位差產(chǎn)生的勢能直接驅(qū)動水輪發(fā)電機發(fā)電。其優(yōu)點是具有較高的可靠性、穩(wěn)定的輸出以及較高的效率;缺點是尺寸大,建造困難。收縮波道式波浪能發(fā)電裝置屬于越浪技術(shù)的應(yīng)用之一,它是基于波聚理論的一種波能發(fā)電裝置,波聚理論最早由挪威特隆姆大學(xué)的Falnes和Budal提出。收縮波道式波浪能發(fā)電裝置具有一個比海平面高的高位水庫和一個漸收的波道。收縮波道其買就是兩道鋼筋混凝土做成的對數(shù)螺旋正交曲面,從海里一直延伸到高位水庫里,兩道墻在高位水庫內(nèi)相接。當(dāng)海浪進(jìn)入收縮波道時,由于收縮波道的波聚作用,使波浪的波高增大,從而使水越過鋼筋混凝土墻進(jìn)入高位水庫,然后水庫里的水通過一個低水頭的水輪發(fā)電機組用來發(fā)電。挪威波能公司(NorwaveA.S)于1986年建造了一座裝機容量為35OKW的收縮波道式波浪能電站幾pChan(如圖1.5所示)。電站的技術(shù)關(guān)鍵是它的開口約60m的喇叭形聚波器和長約3Om的逐漸變窄的楔形導(dǎo)槽。當(dāng)波浪進(jìn)入導(dǎo)槽寬闊的一端向里傳播時,波高不斷地放大,直至波峰溢過邊墻,將波浪能轉(zhuǎn)換成勢能。楔形槽具有聚波器和轉(zhuǎn)換器的作用。與導(dǎo)槽相通的是面積約8500mZ,與海平面落差約3一sm的水庫。發(fā)電采用的是常
規(guī)水輪機組。這種轉(zhuǎn)換方法的優(yōu)點在于波浪能的轉(zhuǎn)換沒有活動部件,可靠性好,維護(hù)費用低且輸出穩(wěn)定。建造者稱其轉(zhuǎn)換效率在65%一75%之間,幾乎不受波高和周期的影響。電站自建成以來一直工作正常。不足之處是,建造這種電站對地形要求嚴(yán)格,不易推采用越浪技術(shù)的波浪能發(fā)電裝置還有丹麥的M值VeDragon(見圖1.6)州、挪威的SSG槽式裝置,均處于示范或試驗階段。
1.2.3振蕩浮子式波浪能發(fā)電技術(shù)發(fā)展及研究現(xiàn)狀
振蕩浮子技術(shù)包括了筏式、符子式、鴨式、、蛙式等諸多形式。振蕩浮子技術(shù)是利用波浪的運動推動波浪能發(fā)電裝置的活動部分(筏體、浮子、鴨體、擺等)產(chǎn)生往復(fù)運動,驅(qū)動機械系統(tǒng)或液壓系統(tǒng),最后驅(qū)動發(fā)電裝置發(fā)電。
(一)筏式波浪能發(fā)電裝置
筏式波浪能技術(shù)通過漂浮在水面的、端部鉸接的若干筏浮體俘獲波浪能,再通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。這些筏浮體通過鉸鏈相互鉸接在一起,能量轉(zhuǎn)換裝置置于每一鉸鏈處,波浪的運動引起波面筏浮體產(chǎn)生沿鉸接的彎曲,從而反復(fù)壓縮液壓活塞并輸出機械能。研究人員對該類裝置作了較廣泛的理論和試驗研究,研究表明當(dāng)系統(tǒng)固有頻率與波頻相一致時,其輸出效率最高。英國oPD(OeeanpowerDelive巧)公司設(shè)計的750kw的海蛇號(pelamis),是筏式波浪能發(fā)電裝置的改良形式,它漂浮在海上呈蛇形,酷似一條海蛇,是世界上第一臺商業(yè)規(guī)模的近海波浪能源示范項目。其工作原理是將金屬海蛇的嘴垂直于海浪方向,其關(guān)節(jié)依靠海浪推動相互鉸接的金屬圓筒,像海蛇一樣隨著海浪上下起伏;接處的上下運動與側(cè)向運動的勢能將推動金屬圓筒內(nèi)的液壓活塞?！昂Ｉ咛枴庇?004年8月進(jìn)行海試實驗,在1000多個小時的運行中沒有出現(xiàn)重大技術(shù)問題,運行狀況良好。
最近,OPD公司和英國政府準(zhǔn)備建立一個可以提供20000個家庭用電、由40套“海蛇號發(fā)電裝置組成的30Mw波浪能發(fā)電。
(二)點頭鴨式波浪能發(fā)電裝置
點頭鴨式裝置是一種經(jīng)過填密推理設(shè)計出來的、具有特殊外形的波浪能發(fā)電裝置。該裝置具有一個垂直于來波方向安裝的轉(zhuǎn)動軸。裝置的橫截面輪廓呈鴨蛋形,其前端(迎浪面)較小,形狀可根據(jù)需要隨意設(shè)計;其后部(背浪面)較大,水下部分為圓弧形,圓心在轉(zhuǎn)動軸心處28。裝置在波浪作用下繞轉(zhuǎn)動軸往復(fù)轉(zhuǎn)動時,裝置的后部因為圓弧形,不造出向后行進(jìn)的波;又由于點頭鴨式裝置吃水較深,海水中靠近表面的波浪難以從裝置下方越過,跑到裝置的后面,故點頭鴨式裝置的背后往往為無浪區(qū)一一這使得鴨式裝置可以將所有的短波攔截下來,所以它具有較高的一次能量捕獲效0。
一個漂浮式鴨式裝置正在該所研制,該裝置采用振蕩浮子裝置的動力攝取技術(shù),以求降低漂浮式點頭鴨式裝置的成本。
(三)波浪能發(fā)電裝置波浪能發(fā)電裝置是如今三大商業(yè)應(yīng)用波浪能發(fā)電裝置之一,其發(fā)電原理為利用擺在波浪力的作用下作往復(fù)擺動從而捕獲波浪能量,通過與擺相連的機械結(jié)構(gòu)或液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)換將擺的動能和勢能轉(zhuǎn)換為機械能或液壓能,進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能32,33。波浪能發(fā)電裝置的優(yōu)點在于,擺的運動可以很好的適應(yīng)波浪大推力和低頻的特性,因此,波浪能發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)換效率較高。它的另一優(yōu)點是可以與相位控制技術(shù)很好的結(jié)合。利用相位控制技術(shù)可以使波浪能發(fā)電裝置吸收在迎波面寬度以外的波浪能量,從而大大提高裝置的效率波能裝置也可分為浮力和懸掛兩種。日本的度部富治教授最早提出了波浪能發(fā)電技術(shù)的概念。日本室蘭工業(yè)大學(xué)于1983年建造了世界上首臺懸掛波浪能發(fā)電裝置,其裝機容量為SKW。該波浪能發(fā)電裝置的擺寬為Zm,擺角范圍為一30-+30。,如圖1.12所示。在波高1.5m,周期4s的波況下,裝置的正常輸出功率約為5KW,總效率約為40%,屬日本電站中效率較高水平:46。隨后,日本室蘭工業(yè)大學(xué)在燒屁島的西浦港建造了一座同樣的裝置,用來向島上漁民的公寓供電。另一座由三個水槽組成的裝機容量為80KW電站也已完成設(shè)計。現(xiàn)在日本室蘭工業(yè)大學(xué)又在研究300一600kw波浪能發(fā)電裝置,建于50m長的防波堤上,它包括4塊sm寬的擺板。同時,日本打算與斯里蘭卡合作,在斯里蘭卡海岸建一座150一250kw電站芬蘭AW~Energy公司研制的波浪能發(fā)電裝置—認(rèn)伯veRoller:j7:在波浪的推動下,浮力擺來回擺動產(chǎn)生動能,經(jīng)液壓缸加以收集后,再由設(shè)置在岸上的發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電力。浮力波浪能發(fā)電裝置環(huán)厄veRoller設(shè)置于海底,不僅無礙景觀、無噪音污染,而且比較不受暴風(fēng)雨的影響。AW.Energy公司也聲稱,用于制造海浪發(fā)電機的零件與材料皆不會對環(huán)境構(gòu)成危害,例如,這項創(chuàng)新的潮汐能發(fā)電系統(tǒng),其液壓零件所使用的油,是由植物煉制的。另一項優(yōu)點則是,發(fā)電機組的葉片可以輕易增加,安裝成本也相對較為低廉。WaveRoller的第一臺樣機2007年在葡萄牙裝機。2009年,AW~Energy公司得到了來自歐盟的300萬歐元資金支助。在這筆資金的推動下,公司正在葡萄牙設(shè)計并建造一個新的實驗工廠,其位置靠近波浪資源豐富的城市Peniche。該實驗工廠在2011年正式部署,其目標(biāo)是在城市最高負(fù)荷時期提供30%的供電,同時將發(fā)電成本控制在大約400歐元生產(chǎn)1兆瓦小時電力38。我國國家海洋局海洋技術(shù)中心也研建了SKW和3OKW岸式波浪能發(fā)電裝置,為島上居民供電。
〔ljBP公司,《BP世界能源統(tǒng)計年鑒2011))〔M〕.北京:中國統(tǒng)計出版社,20H
「2]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會,《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》白皮書[M」.
北京:人民出版社,2007.
「3」中華人民共和國國務(wù)院新聞辦公室,《中國的能源狀況與政策》白皮書[M」.北京:
人民出版社,2007.
[4」陳國新.海洋開發(fā)的今天和明天「M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,1990.
「5」孫湘平,姚靜嫻.中國沿岸海洋水文氣象概況「M〕.北京:科學(xué)出版社,1981.
「6〕王慶一中國21世紀(jì)能源展望「J」.山西能源與節(jié)能,2000,16(l):76一79
[7〕A.Brito一MetoandG.Bhuyan.IEA一OESAnnualReport2009.theExeeutive
ColnlnitteeoftheIEA一OES仁C〕.2009.
[8]張煥芬.海洋能一一未來的能源:中國能源情報網(wǎng)第四次全網(wǎng)大會,北京,1957「C〕.
「9」中國經(jīng)濟信息.2009中國行業(yè)年度報告系列之可再生能源發(fā)電〔M〕.北京:中國統(tǒng)計
出版社,2009:115一116.
[1川肖惠民,于波,蔡維由.世界海洋波浪能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J〕.水電與
新能源,2011(1):67一69.
[11〕新能源發(fā)電設(shè)備專委會.國內(nèi)外海洋能技術(shù)的發(fā)展與展望[J〕.電氣技術(shù),2005(7):
1一5.
[12」聞邦椿,李以農(nóng),何京力.波及波能利用技術(shù)的最新發(fā)展[J〕.振動工程學(xué)報,
2000(1):101一111.
「13〕楊瀟坤,楊陽,呂容君.海底固定式波浪發(fā)電研究報告「Jj.科技風(fēng),2011(7):69.
[14〕BonkeK,AmbliN.PrototypewavepowerStationSinNorway.ProeeedingS。f
InternationalSymPosiumonUtilizationofOeeanWaves一WavetoEnergyConversion
[C〕.1996.
[1sjOhnedaH,IgarashiS,ShinboO,SekiharaS,SuzukiK,KubotaH,etal.
ConstruetionProeedureofawavePowerextraetingeaissonbreakwater.
Toky。:ProCeedingSof3rdSymposiumonOCeanEnergyUtilization〔C〕.1991.
[16〕RavindranM,Ko01aPM.EnergyfromSeawaves一theIndianwaveenergy
91浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文參考文獻(xiàn)
尸rogram[J〕.CurrentSCI.1991:60:676一0.
[17〕Falea一0AFde0.TheshorelineOWCwavepowerp1antattheAzoreS.Proeeedings
of4thEuropeanWaveEnergyConferenee〔C〕.2000.
〔18」HeathT,WhittakerTJT,BoakeCB.Thedesign,eonstruetionandoperationof
theLIMPETwaveenergyeonverter(Islay,Seotland).Proeeedingsof4thEuropean
WaveEnergyConferenee[C〕.2000.
[19〕WashioY,OsawaH,NagataY,FujiiF,FuruyamaH,FujitaT.Theoffshore
floatingtyPewavePowerdeviee`MightyWhale':oPenseatests.Proeeedings
of10thInternationalOffshorePolarEngineeringConferenee[C〕.2000.373一80.
[20〕InformationonteehniealspeCifieation,deployment,operationand
maintenaneewww.sPerboy.eom
「21〕游亞戈,吳必軍,盛松偉,等.我國海洋波浪能技術(shù)發(fā)展建議:中國可再生能源學(xué)
會海洋能專業(yè)學(xué)術(shù)委員會成立大會暨第一屆學(xué)術(shù)討論會,杭州,2008[C〕.
〔22〕MehlumETapehan.HydrodynamiesofoeeanwaveenergyutiliZation〔M].Berlin:
SPringer,1986:5一35.
[23)WaveDragon一HomePage.http://~.wavedragon.net/
[24」VicinanzaD,MargheritiniL,ContestabileP,ete.Seawaveslot一eone
generator:AninnovativeeaissonbreakwaterforenergyProduetion.Coastal
Engineering2008Proeeedingsofthe31stInternationalConferenee〔C〕,2008.
[25〕Westwood,A.,Oeeanpower:Waveandtidalenergyreview.RefoeuS,2004.5(5):
p.50一55.
仁26〕RossHenderson.Design,simulation,andtestingofanovelhydrauliepower
take一offsystemforthePelamiswaveenergyeonverter.RenewableEnergy31
(2006):271一283.
〔27」中國能源戰(zhàn)略研究課題組.中國能源戰(zhàn)略研究(2000一2050)[M〕.北京:中國電力出
版社,1997.
[28〕Y1ngZ,ZailiD,ChendongW.ModelingofwaveenergyabsorptionbasedonBP
neuralnetworkforunderwatervehieles:IntelligentControlandAutomation,2008.
92浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文參考文獻(xiàn)
WCICA2008.7thWorldCongresson,2008仁C〕.25一27June2008.
「29」李仕成.振蕩浮子式波能轉(zhuǎn)換裝置性能的實驗研究「D].大連理工大學(xué)港口、海岸與
近海工程.2006.
[30」王凌宇.海洋浮子式波浪發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計及試驗研究「D〕.大連理工大學(xué)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計制造.2008.
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
本課題要研究或解決的問題:
由于海洋波浪能利用技術(shù)較新，針對相關(guān)裝置的優(yōu)化設(shè)計還比較少，進(jìn)行相關(guān)研究工作對裝置的優(yōu)化設(shè)計具有指導(dǎo)意義。 國內(nèi)外通過研究海洋波浪能的特點，已提出了多種不同的波浪能發(fā)電裝置，這些裝置機械結(jié)構(gòu)和原理各異，轉(zhuǎn)換效率高低不一，大部分處于理論或者初步設(shè)計階段。在點頭鴨式波浪能發(fā)電技術(shù)方面：以往多采用采集波浪能的方式，或者多個點頭鴨式波能發(fā)電裝置裝置在二次轉(zhuǎn)換以后再進(jìn)行電力調(diào)配和并網(wǎng)，對點頭鴨式波能發(fā)電裝置波浪能發(fā)電裝置的研究較少，相關(guān)振蕩浮子陣列中振蕩浮子間運動的相互影響也較少。
第一章簡述了海洋能資源背景和國內(nèi)外海洋波浪能發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀，介紹了幾種典型的波浪能發(fā)電裝置的技術(shù)原理。并對與本文提及的多點波浪能發(fā)電裝置進(jìn)行了調(diào)查和分析。
第二章介紹了點頭鴨式波能發(fā)電裝置發(fā)電裝置的機械結(jié)構(gòu)和原理。
第三章針對點頭鴨式波能發(fā)電裝置發(fā)電裝置進(jìn)行機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計
進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計計算過程，書寫說明書。
擬采用的研究手段（途徑）：
提出了一種新型點頭鴨式波能發(fā)電裝置發(fā)電裝置，裝置機箱部分通過支柱支撐位于海以上，提高裝置的抗腐蝕性，采用點頭鴨式波能發(fā)電裝置能量和配套的液壓系統(tǒng)提高的裝置整體的波浪能轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。
本課題的研究需要查閱大量的資料，我要先到學(xué)校圖書館查閱與本課題有關(guān)的書籍和資料本，同時上網(wǎng)瀏覽最新的有關(guān)課題的文獻(xiàn)資料在本次設(shè)計中，我們不僅僅能提高專業(yè)知識，還提高了查閱專業(yè)設(shè)計手冊、圖冊的能力，并熟悉相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，鍛煉獨立解決實際問題的能力，提高操作繪圖軟件繪制工程圖的熟練度等。重要的是能讓我們將理論知識運用到實踐中去，提高實踐能力。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
3.是否同意開題：□ 同意 □ 不同意
指導(dǎo)教師：
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所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
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