波浪發電
關注創建者：姜講蔣醬 創建時間：2023-02-23
波浪發電的實例教程
使用SmartDO/ANSYS進行波浪發電機(Waver Energy Converter)之結構優化設計3 W# ?6 r* p$ g; o4 |& ]
本期之電子報, 介紹結合SmartDO與ANSYS進行波浪發電機(Wave Energy Converter)之結構優化設計. 在本例中, 原始設計之最大應力遠大于容許應力, 重量約為三噸. 經SmartDO優化設計后, 其應力降至容許應力以下, 其波浪能量轉換能力不受影響, 而其重量減少約 19%.
SmartDO_eNews_20120620.pdf
波浪發電2
近年來，全球能源短缺，人們越發渴望從大海中汲取能量，波浪能就是其中一種。據科學家推算，地球上波浪蘊藏的電能高達90萬億千瓦時。目前，海上導航浮標和燈塔已經用上了波浪發電機發出的電來照明。小編在這里給大家分享下澳大利亞波浪能的技術設備和項目。
經過十多年的試驗與示范，澳大利亞的卡內基海浪能源公司(Carnegie Wave Energy)目前正在小范圍內試行一個供電項目，即將波浪能轉化的電力輸送給西澳洲地區的電網使用。
“這是將波浪能發電機并網連接到澳大利亞甚至全世界電網的第一步”，澳大利亞可再生能源機構首席執行官 Ivor Frischknecht 在一份聲明中如此說。該機構為這項總耗資 3200 萬美元的項目提供了 1300 萬美元資金。
這種波浪能技術能夠把海洋涌動的海浪轉換為零污染的可再生能源和零污染的淡化水，卡內基海浪能源公司以希臘海洋女神的名字將之命名為 CETO。公司表示，這套系統不同于其他波浪能裝置，因為安裝在海底，這樣可以遠離暴風雨帶來的損害，與此同時從岸上也是看不到的，減少了陸地景觀的破壞，也更加安全。
CETO技術原理
圓形的浮力促動器被安裝在海下 25 至 50 米的深度，同時被連接到海床上的渦輪泵組。當海浪拍擊到浮力促動器上時便啟動泵組，泵組將海水增壓并通過管線送到岸上的水力發電廠，這些被強力增壓的海水再驅動水輪機發電。
高壓水還可以用來支撐岸上逆滲透海水淡化廠的運轉，通過一系列滲透膜裝置逆滲透技術從海水中提取出純凈的飲用水。而以往傳統的海水淡化是使用電動泵，會產生溫室氣體。與傳統的海水淡化工廠相比較，該項目有望減少電力消耗高達90%。
CETO技術優勢
卡內基波浪能源公司稱，CETO技術具有以下優點。
簡易性，僅需一個泵送系統，尺寸大小可控。
展開 摘 要:振蕩水柱（OWC）波浪能轉換裝置具有結構簡單、工作性能可靠和裝置壽命長等優點,是一種主流的波浪能發電裝置。通過對OWC技術的發展過程進行分析總結,全面介紹各類OWC技術及其發展趨勢。根據氣室腔體的工作狀態不同,將OWC裝置分成固定型OWC和振蕩型OWC,其中固定型可細分成岸基固定型、近岸固定型和漂浮錨固型。根據OWC裝置工作原理的不同,分類探討了OWC技術相關的研究成果,并總結了OWC技術的發展趨勢。分析了OWC波浪能轉換裝置中三種不同空氣透平的優缺點,并介紹了一種高效可靠的雙單向透平系統。最后提出三種提高OWC發電效率的建議,并展望了OWC技術的發展前景。
關鍵詞: 波浪能; 振蕩水柱; 空氣透平; 氣室腔體
0 引言
隨著石油危機的爆發和化石能源的不斷消耗, 人類對清潔可再生能源的需求迅速增長。地球表面70%以上的面積都是海洋[1], 海洋上的可再生能源種類眾多且儲量巨大, 其開發利用前景廣闊。
大多數波浪能發電裝置可根據其工作原理不同分成振蕩水柱式（oscillating water column, OWC）、越浪式和振蕩浮子式三種。其中OWC發展最早也較為成熟, 應用也相對廣泛。OWC技術以空氣為能量轉換的媒介, 利用氣室內水柱來推動空氣往復流動, 從而推動空氣透平旋轉帶動發動機發電。本文介紹OWC波浪能轉換裝置的基本原理和目前OWC發電裝置的分類, 并對OWC發電裝置中的空氣透平結構分類進行概述, 最后對未來OWC波浪能發電裝置進行展望。
1 OWC波浪能轉換原理及分類
OWC波浪能轉換裝置屬于氣動式波浪能轉換裝置, 其工作原理是海水在氣室里上下往復運動來壓縮和膨脹氣室內空氣使其與外部大氣產生壓力差, 從而迫使氣室內的氣體通過與外界大氣相接管道流出或流入, 管道中空氣透平被空氣推動旋轉帶動發電機發電。
展開 波浪發電
BioPower Systems是一家總部設在澳大利亞悉尼的可再生能源技術公司。旗下產品bioWAVE是為了利用海浪發電而設計開發的。其生物仿生學的表面設計結合了高轉換效率和避免過度波的能力，使其以有競爭力的價格發電供應。
bioWAVE設計在海洋波內進行運作，吸收波浪表面及以下的能量。它是一個橫跨整個深度的海底俯仰裝置?，F在bioWAVE模型開發將在30米的深度進行，然而1兆瓦的商業模式計劃將在40-45米的深度運行。
bioWAVE的能量獲取和轉換過程已經通過科學研究的論證，在模型比例上進行設備測試，測量結果出自發電設備O-Drive測試模塊。一個依附于海洋的250千瓦bioWAVE示范項目目前進一步發展成與電站連接的1兆瓦的示范項目。
bioWAVE技術原理
bioWAVETM是安裝在海底,樞軸在底部附近。依靠浮體矩陣排列與海面上升和下降(勢能)和海平面下水的前后運動(動能)擺動。樞軸結構隨著海浪來回搖擺，這種運動通過機載獨立的能量轉換模塊O-Drive將能量轉化為電能。O-Drive包含一個液壓系統，這個運動的機械能轉換成液體的壓力，用于發電機旋轉。然后能量由水下電纜送到岸上。從而海洋帶來了高效的清潔能源。
bioWAVE技術優勢
括大效率：專利設計特點使其實現最優性能
低成本的安裝：模塊部署和回收使用標準的容器
獨特的生存能力：為了避免暴露于極端波條件而設計
方便的服務：可拆式動力輸出裝置，模塊簡化運營管
減小影響：維持海洋環境的和諧
bioWAVE項目
仙女港,維多利亞,澳大利亞
bioWAVE試點示范項目在發展沿澳大利亞仙女港口附近。
展開 【引言】
準確預測波浪信息對海洋工程建設、海洋資源開發利用、環境保護、海上安全和海洋災害預警至關重要。為了提高智能海工裝備的環境感知能力，開發出高靈敏度波浪傳感器以監測海浪與海上平臺、船舶等海洋設備之間的相互作用非常重要。最近，基于摩擦起電效應和靜電感應耦合的摩擦納米發電機(TENG) 用于能量收集和自驅動傳感器已經成為一種強大的技術。作為最重要的TENG類型之一，基于液-固界面的TENG可用于收集水波能量和其他應用，例如自供電pH計、濃度或壓力傳感器。研究人員提出并探索了一系列用于收集水波能量和傳感的液固界面摩擦納米發電機(LS-TENG)，可收集由液-固界面產生的靜電能。此外，還研究了類似浮標的LS-TENG和水槽式LS-TENG，以有效地收集水波能量。U形LS-TENG作為自供電多功能傳感器，其中復雜的機械運動可以轉化成壓力和電信號。因此，液-固界面摩擦納米發電機具有很大的潛力，可用作智能海工裝備的高靈敏度波浪傳感器。
【成果簡介】
近日，美國佐治亞理工學院王中林院士(通訊作者)等提出并系統地探究了一種基于液固界面摩擦納米發電機的高靈敏度波浪傳感器，并在Nano Energy上發表了題為“A highly-sensitive wave sensor based on liquid-solid interfacing triboelectric nanogenerator for smart marine equipment”的研究論文。上述波浪傳感器由銅電極、覆蓋具有微結構表面的聚四氟乙烯膜制成。作者系統地研究了傳感器基底、波高、頻率和鹽度對波浪傳感器輸出性能的影響。結果發現，輸出電壓隨波浪高度呈線性增加。
展開 
波浪發電的最新內容
波浪能作為可再生能源的一種, 應用前景十分廣闊, 波浪能發電技術也將隨著科技的進步得到更加成熟的開發和利用。
目前已經投入發電應用的OWC發電裝置, 很好地證明了OWC波浪能發電的可行性和商業性, 但仍存在發電成本過高的難題。因此提高波浪能發電的轉換效率以及降低制造、安裝和運行成本是未來研究和發展的方向。
它是指海洋微生物、動物和植物在船體等設備表面吸附、生長和繁殖所形成的生物垢，不僅會增大船舶航行阻力，增加其能耗和二氧化碳排放；還會堵塞核電站、熱電站的冷卻水管路，降低其冷熱交換效率，阻礙波浪能發電、潮汐發電等裝備的正常運轉；此外，它還會堵塞海水養殖網箱的網孔，導致大面積魚蝦死亡，降低海洋養殖產能等。
目前，大多數的波浪能發電裝置都是基于電磁感應發電機，具有笨重、體積龐大、昂貴、易腐蝕、在海浪頻率下效率低下的缺點。所以，需要尋找一種小型、輕量化、經濟的、一體化的水波能量收集方法。
摩擦納米發電機（TENG）提供了一種將機械能轉化成電能的新途徑，具有收集海洋表面波浪能的巨大潛能。由于與電磁發電機在物理機制上的根本差異，摩擦納米發電機有望成為收集低頻機械能特別是“藍色能源”的“殺手”應用。
【引言】
準確預測波浪信息對海洋工程建設、海洋資源開發利用、環境保護、海上安全和海洋災害預警至關重要。為了提高智能海工裝備的環境感知能力，開發出高靈敏度波浪傳感器以監測海浪與海上平臺、船舶等海洋設備之間的相互作用非常重要。最近，基于摩擦起電效應和靜電感應耦合的摩擦納米發電機(TENG) 用于能量收集和自驅動傳感器已經成為一種強大的技術。作為最重要的TENG
超級電容器在光伏（太陽能）和波浪發電應用的未來發展中會發揮關鍵作用。光伏發電技術和波浪發電技術在輸出功率方面都有波動性。超級電容器可減輕這種效應：通過稱為“勻化”的工藝，超級電容器有助于提供更恒定的功率水平。太陽能和波浪能應用都產生交流（AC）電壓，該電壓必須通過橋式整流器轉換成直流（DC）電壓。
其實早在2007年，Google就提交了一份相關專利申請，內容中顯示，打造一個漂浮海上的數據中心，要利用風力渦輪機和波浪能發電機供電，海水則負責為散發巨大熱量的服務器降溫。
當然，Google把目光投向海洋，騰訊則選擇將數據中心藏到山洞里。
騰訊的山洞
就在今年愚人節當天，騰訊戲稱將在貴州山洞“AI養鵝”，引發關注。
波浪發電2
近年來，全球能源短缺，人們越發渴望從大海中汲取能量，波浪能就是其中一種。據科學家推算，地球上波浪蘊藏的電能高達90萬億千瓦時。目前，海上導航浮標和燈塔已經用上了波浪發電機發出的電來照明。小編在這里給大家分享下澳大利亞波浪能的技術設備和項目。
波浪發電
BioPower Systems是一家總部設在澳大利亞悉尼的可再生能源技術公司。旗下產品bioWAVE是為了利用海浪發電而設計開發的。其生物仿生學的表面設計結合了高轉換效率和避免過度波的能力，使其以有競爭力的價格發電供應。
bioWAVE設計在海洋波內進行運作，吸收波浪表面及以下的能量。它是一個橫跨整個深度的海底俯仰裝置。
使用SmartDO/ANSYS進行波浪發電機(Waver Energy Converter)之結構優化設計3 W# ?6 r* p$ g; o4 |& ]
本期之電子報, 介紹結合SmartDO與ANSYS進行波浪發電機(Wave Energy Converter)之結構優化設計. 在本例中, 原始設計之最大應力遠大于容許應力, 重量約為三噸.
