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一种近岸波浪动能发电装置（完整版）实用资料
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第34卷第4期广东海洋大学学报Vol.34No.4
2021年8月JournalofGuangdongOceanUniversityAug.2021
收稿日期:2021-03-17
基金项目:广东省博士启动项目(1209386,广东海洋大学博士启动项目(E11098

一种近岸波浪动能发电装置
童军杰1,凌长明1,马晓茜2
(1.广东海洋大学工程学院,广东湛江524006;2.华南理工大学电力学院广东广州510641
摘要:设计了一种近岸波浪动能发电设备,其特有的双通道结构可将海水的双向流动转化为叶轮的单向旋转。同时,根据近岸波浪能的特点,分析了近岸海水动能和远离海岸波浪波高的关系,研究了通过发电设备的水流速度和设备的流通面积。
关键词:双通道;波浪能;近岸
中图分类号:TV139.2文献标志码:A文章编号:1673-9159(202104-0080-04
ACoastalWaveKineticEnergyPowerGeneration
TONGJun-jie1,LINGChang-ming1,MAXiao-qian2
(1.GuangdongOceanUniversityofTechnology,SchoolofEngineering,Zhanjiang524006,China;2.SouthChinaUniversityofTechnology,SchoolofElectricPower,Guangzhou510641,China
Abstract:Hereintroducedwasacoastalwavekineticenergypowergenerationwithauniquedualchannelstructure,bywhichtwo–waycoastalcurrentwastransformedintosingledirectionrotationoftheimpeller.Alsoaccordingtocoastalwaveenergycharacteristics,therelationshipofinshoreseawaterkineticenergyandthewaveamplitudeawayfromthecoastareanalyzed.Inaddition,thewatervelocityandflowareaofequipmentthroughpowergenerationequipmentarestudied.Keywords:dualchannel;waveenergy;inshore
波浪能是海洋能中分布最广的一种可再生能源。对波浪能的利用占海洋能源总利用率50%以上[1-2]
。近年来,出现了以波浪能发电为代表的一类海洋能源机械强劲发展的劲头。然而,目前对波浪能的利用主要为远离海岸的深海区域[3-6],对近岸波浪能的利用较少。
当海岸倾斜角度较小(<15°时,与深海区域波浪能表现为海水的位能不同,近岸波浪能主要表现为海水的动能,流动形式表现为海水的双向流动。本文介绍了一种近岸波浪动能发电设备的设计,其特有的双通道结构将海水的双向流动转化为单向旋转,使得装置内的叶轮始终沿着同一方向旋转,
提高了能量输出的稳定性。同时,分析了波浪波高与近岸海水动能关系,研究了通过发电设备的海水流量和迎流面积。
1双通道发电设备结构及工作原理
笔者研究团队开发的双通道海流能发电设备结构主要由变速装置、叶轮、发电机和阀门等部件组成,其结构和工作原理分别如图1和图2所示。
如图1所示,双通道发电设备结构主要由阀门、挡板、底板、顶板、侧板、变速装置和发电机组成。阀门的系列开关组合分别形成了海水向右流动或
童军杰等:一种近岸波浪动能发电装置
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者向左流动的通道。海水推动叶轮旋转,进而通过变速装置带动发电机做功。
如图2所示,海水向右流动或者向左流动的通道形成过程如下:
当流体从左侧流入时,由于流体的推动作用,阀门1和阀门2在挡板位置封闭;阀门3和阀门4向右旋转打开,形成向海水向右流动的通道,海水推动叶轮逆时针旋转做功。

1-发电机;2-变速装置;3-叶轮;4-阀门;5-轴;
6-挡板;7-底板;8-侧板
图1双通道发电设备结构(去掉顶板
Fig.1Thestructureofdualchannelelectricpower
equipment(removingroof

1-复位弹簧;2-阀门1;3-叶片;4-叶轮轴;5阀门2;
6-阀门3;7-挡板;8-阀门4
图2双通道发电设备工作原理(海水向右流动Fig.2Dualchannelpowergenerationequipment
works(seawaterflo