仿生多足海浪发电装置DOC
仿生多足海浪发电装置 项目名称
利用海洋能源，是当今世界能源研究的方向。特别是在能源关系到国家安全，地球矿物能源逐渐枯竭及环境状况日益恶化的形势下，如何有效利用资源丰富、可再生的海洋资源，显十分重要。据估计，全球波浪能总量约30亿千瓦，其中三分之一可以利用。我国是一个资源丰富的大国，有广阔的海洋资源，中国波浪能的理论存储量为7000万千瓦左右，中国波浪发电虽然起步较晚，但发展势头良好。本项目所设计与开发的项目目的
“仿生多足海浪发电装置”就是这样一种能将海洋波浪能转化为电能的一种装置。 和意义
本项目的雏形在十六届“五四杯”科技创新比赛获得三等奖。本项目的改进
方案
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在李云波教授的指导下，理论体系更加完善，设计更加合理。
近年来，中国积极推进新能源开发利用。新能源发电呈加速发展态势，波浪发电产业得到国家政策的鼓励和扶持，投资前景良好。
一、设计原理
1.1波浪及波浪能
一个简谐波动的剖面可用一条正弦曲线加以描述。
曲线最高点称为“波峰”，最低点称为“波谷”。波峰到波谷之间的垂直距离叫做波高(H)。a=H/2称为振幅。相邻两波峰之间的水平距离叫做波长(λ)。相邻两波峰(或波谷)通过某固定点所经历的时间称为周期(T)。则波速c=λ/T。以上这些均称为波浪要素。
根据波浪理论，波浪能量波高的平方成正比。波浪功率既与能量有关，也与波浪到达某一给定的位置的速度有关。按照Kinsman(1965年)的公式，一个严格简单正弦波单位波峰宽度的波浪功率Pw为:
22 Pw=ρgHT/32π
式中，H为波高，T为波周期，ρ为海水密度，g为重力加速度。
若有一波高2m，周期10s的涌浪涌向 发电装置，波列的10m波峰L的功率为: 项目主要实322223 PWL=(1.2g/cm) (980cm/s)(2×10cm)(10s)(10cm)/32π 施的内容 PWL?400kw
,包含理论1.2结构设计
依据、技术该发电装置主要分为两个部分:一是采集系统，作用是俘获波浪能;第二部分为转换系统，即把俘获的波浪能转换为某种特定形式的机械能或电能。 指标,
本装置为对称结构，现以一侧机构为例。
1.2.1采集系统
本装置的采集系统由配合不同海况不同波长的长短不一摇臂，通过摇臂前端浮子带动摇臂跟随波形周期性变化。将浮子的垂直上下运动传递给摇臂。
如图所示，C为固定端，1，2杆以铰链B连接。浮子A固定在杆1一端。浮子A在垂直方向上的运动，可转化为1，2两杆的摇摆。
1.2.2转换系统
转换系统以杆2为原动件，由杆2的摇摆运动带动杆3运动，使滑块D进行垂直方向的上下运动。 滑块D与杆4固结，使杆4摆动，带动凸轮E的转动。 由凸轮E 的转动带动发电机的转子运动，从而实现波浪的机械能转化为电能。 1.2.3支撑系统
本项目的支撑系统为双体船结构，发电机主机和固定端C分别固定在甲板。装置为对称结构。
一、创新特色与技术优势
1.1双体船漂浮支撑结构
双体船是指由两个片体借助连接桥彼此连接形成的一种水上浮动
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
建筑物。双体船作为工程载体，有着诸多优点。
1)稳性好，因为宽度吃水比大，因此有利于船横稳性，横摇角小。同单体船相比，抗漂能力也比好。耐波性极好，比同等吨位的单体船抗风浪能力提高很多;水线面积小，故相应的拖航阻力小。
2)经济实用性强。双体船甲板宽敞平整，有利于设备与生活舱室的布置。 3)便利性。双体船的建造与维护比较容易。 项目组实1.2设备维修与保养
施优势,特相对于传统的海浪发电装置大部分浸泡与海水之中，本装置主体部分位于水上，相对减少了一部分海水对设备的侵蚀，延长使用寿命，便于维护。 色、应用前
机构简单易操作，保养维修费用低。 景、技术优
1.3仿生结构特点 势、拟参加根据海浪发电专家的意见，效率更高、能产生更多电能的海浪发电机必须是漂浮在海
竞赛等, 洋上的，而不是安装在海岸上的。
模仿螃蟹的外形，采集系统用长短不一的摇臂，更大面积收集海浪能量，效率高。 可以根据不同季节不同海况的波浪特点，摇臂可以进行伸缩调节，不必拆卸设备，有普遍应用性。
1.4人员构成及院系配套
项目组成员均为船舶与海洋工程专业学生，对专业知识比较熟悉，对项目的设计和实施有一定有利条件。明确合理的分工可以使每个成员的能力得到充分的发挥，在有限的时间内有效的解决项目进行中遇到的问题。这也为项目顺利完成提供了保证。本项目依托船舶工程学院，在李云波教授的指导下，进行计算机仿真建模，计算分析，且
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可以在本系实验室进行航模试验。
二、应用前景
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。海洋波浪能是一种取之不尽、用之不竭的清洁可再生能源。海洋波浪能转换成电能之后，可向海上航标灯、沿海居民、海岛居民或守卫海岛的战士提供电力，具有广阔的应用前景。对我国而言，将广阔海岸取之不尽、用之不竭的波浪能低成本地转化为电能，可以为改善我国东部沿海地区能源短缺和环境改善开辟一条新的途径。本项目小组设计与制作的“仿生多足波浪发电装置”在进行了相应得改进与推广应用后，将能够很好的解决我国东部沿海地区的能源短缺等问题，能够进一步改善环境，具有重要的实际意义。
本项目的雏形在十六届“五四杯”科技创新比赛获得三等奖。本项目的改进方案拟参加第三届海洋结构物与水利设计大赛。
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浙公网安备 33021202002483