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科學研究
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科研進展
海洋波浪能分布廣泛，具有巨大的開發(fā)潛力。波浪能轉換系統(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，難以實現轉換效率的顯著提升，因此關于整機轉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致能量轉換系統(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。目前國際公認波浪能氣動式發(fā)電技術具有結構簡單、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換效率較低的問題，故商業(yè)化進程緩慢。 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，中國科學院廣州能源研究所研究團隊在2020年度國家自然科學基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯合基金項目“自航單浮體氣動式波浪能高效轉換機理研究及驗證”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。 科研團隊依據國際上的測試規(guī)范，對單浮體氣動式波浪能發(fā)電模型在國家海洋技術中多功能造波水池進行了測試，得到了規(guī)則波下波電轉換特性和不規(guī)則波下波電轉換特性。測試結果表明：（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，電池負載下最大波電轉換效率為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的工況下電池負載下最大波電轉換效率為30.17%。 此次單浮體波浪能高效轉換的實驗室測試結果為開展高效轉換、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，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. 電池負載下規(guī)則波發(fā)電模型波電轉化特性
圖3. 電池負載下不規(guī)則波發(fā)電模型波電轉化特性 |
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