海洋波浪能综合利用 发电原理与装置PDF电子书下载

第1章 能源及其利用规则 1

1.1能源 1

1.1.1能源分类 1

1.1.2能源利用 3

1.1.3水能 3

1.1.4新能源 4

1.2海洋能及其利用概要 14

1.2.1概要 14

1.2.2潮汐发电 17

1.2.3波浪发电 21

1.2.4温差发电 24

1.2.5盐差能发电 26

1.2.6中国海洋能量利用 27

1.3海洋能利用规则 31

参考文献 32

第2章 海洋波浪的性质与波浪能量转换方式 34

2.1概述 34

2.2海洋波浪的性质 35

2.3波浪能量转换的基本数学模型 37

2.4波浪能量转换方式 40

2.5海洋波浪能量转换器件基本要求 41

2.5.1环境友好型能量转换器件 41

2.5.2能量转换成本 41

2.5.3传统能量转换器件 42

2.6水压传动技术 43

2.6.1海水的性质 43

2.6.2水压传动 45

2.6.3海水液压系统 47

参考文献 49

第3章 摆式波浪能发电原理与装置 51

3.1概述 51

3.2摆式波浪能发电装置结构与工作原理 52

3.2.1组成部分 52

3.2.2液压转换过程 52

3.2.3转换效率 54

3.2.4典型悬挂摆式波浪能发电装置 54

3.3悬挂摆式波浪能量转换器动力学 55

3.3.1左腔为水室的摆式波浪能量转换器 56

3.3.2右腔为水室的摆式波浪能量转换器 59

3.3.3固定摆式波浪能量转换器 64

3.4悬挂摆式海洋波浪发电装置典型模型 68

3.4.1摆式波浪能量转换器的线性模型 69

3.4.2摆式波浪能量转换器非线性模型 74

3.4.3传统摆式波浪能量转换器的改进 80

3.4.4海水液压泵和摆动马达 83

3.5悬挂摆式波浪能量转换器结构与优化设计理论 89

3.5.1悬挂摆式波浪能量转换器结构 89

3.5.2海洋现场测试技术及系统耐久性 91

3.5.3悬挂摆式波浪能量转换器总体设计 98

3.5.4主要部件设计 99

3.5.5液压传动系统与元件设计 104

3.5.6系统优化设计方法 106

3.5.7海洋波浪能量密度 110

参考文献 111

第4章 浮力摆式波浪能发电原理与装置 113

4.1概述 113

4.2浮力摆式波浪能发电装置结构与工作原理 114

4.2.1浮力摆式波浪能发电装置构成 115

4.2.2浮力摆式波浪能发电关键技术 119

4.2.3浮力摆数学模型及翼型设计 121

4.3浮力摆式波浪能发电装置应用实例 126

4.3.1英国牡蛎（Oyster）浮力摆式波浪能量转换装置 126

4.3.2英国WRASPA波浪发电装置 127

4.3.3芬兰WaveRoller近岸波浪发电装置 129

4.3.4澳大利亚悉尼BioWAVE波浪发电装置 131

4.3.5挪威Langlee漂浮式双摆板波浪发电装置 132

4.4摆式海洋波浪能发电技术国内外专利 133

4.4.1波浪发电蓄能稳压恒频方法及其装置 133

4.4.2单摆式波浪能发电系统 134

4.4.3经典摆式波浪能发电装置及原理 135

4.4.4海上浮体式高效波浪能转换装置 135

4.4.5牡蛎（Oyster）浮力摆式波浪能量转换装置 136

参考文献 137

第5章 振荡水柱式波浪发电原理与装置 139

5.1概述 139

5.2振荡水柱式波浪发电装置基本结构与工作原理 140

5.3振荡水柱数学模型 142

5.3.1空气室模型 143

5.3.2 Mighty Whale型能量转换器频率响应 145

5.3.3 Mighty Whale型能量转换器数值计算 146

5.3.4浮动型振荡水柱式波浪能量转换器特点 148

5.4振荡水柱式波浪能量转换器试验技术 150

5.4.1试验模型 150

5.4.2数值分析 151

5.5振荡水柱式电站应用实例 154

5.5.1国内振荡水柱式波浪发电事例 154

5.5.2国外振荡水柱式波浪发电事例 157

5.6振荡水柱式波浪发电装置关键技术 163

参考文献 164

第6章 越浪式波浪发电原理与装置 165

6.1概述 165

6.2越浪波浪能发电装置基本结构和数学模型 167

6.2.1越浪波浪能简介 167

6.2.2基本结构 168

6.2.3数学模型 169

6.3越浪式波浪发电装置实例 171

6.3.1几种越浪式波浪发电装置 171

6.3.2越浪量的影响因素及计算式 173

6.3.3国内外专利 175

参考文献 177

第7章 鸭式波浪能发电原理与装置 178

7.1概述 178

7.2鸭式波浪能发电装置工作原理 180

7.3数学模型 181

7.4工程应用及其事例 183

7.4.1漂浮式鸭式波浪发电装置 183

7.4.2半飘浮式鸭式海水淡化装置 185

7.4.3鸭式波浪发电装置浮态变化的转角测量 186

7.4.4不同规则波作用下的鸭式装置 187

7.5鸭式波浪能发电装置国内外专利 189

7.5.1海洋波浪鸭式超导磁流体发电系统 189

7.5.2一种强容错、高效漂浮式点头鸭波浪能装置 190

7.5.3带反馈控制的鸭式波浪能发电装置 191

7.5.4带密封陀螺仪的鸭式波浪能发电装置 191

参考文献 193

第8章 筏式海洋波浪能发电原理与装置 195

8.1概述 195

8.2数学模型 197

8.2.1海洋波浪能量 197

8.2.2科克雷尔波浪筏数学模型 198

8.2.3波浪筏优化设计 201

8.3典型筏式波浪能转换器件 204

8.3.1丹麦Dexa Wave型筏式波浪能转换器 204

8.3.2英国海蛇（Pelamis）筏式波浪能转换装置 210

8.3.3英国麦凯布波浪泵（McCabe Wave Pump） 217

8.4国内外专利及其应用 221

8.4.1组合式抗风浪平稳型海洋平台 221

8.4.2美国鸭式和海蛇式相结合的波浪能发电装置 221

8.4.3美国海底固定充气筏式波浪能转换器 222

8.4.4大万山岛波浪能独立电力系统 222

参考文献 224

第9章 点吸收式波浪能发电原理与装置 225

9.1概述 225

9.2点吸收式波浪能发电装置工作原理 227

9.3数学模型 231

9.3.1浮子受力 232

9.3.2浮子平均输出功率 236

9.3.3浮子宽度内波浪输入功率 237

9.3.4浮子捕获宽度比 238

9.3.5总转换效率 238

9.4点吸收式波浪能发电装置应用技术 239

9.5点吸收式波浪能发电装置国内外专利概述 240

9.5.1国内专利 240

9.5.2国外专利 243

参考文献 252

第10章 磁流体波浪能发电原理与装置 254

10.1概述 254

10.2磁流体波浪能发电原理 255

10.2.1筏式磁流体波浪能发电原理 255

10.2.2点头鸭式磁流体发电原理 257

10.2.3点吸收式磁流体发电原理 257

10.3磁流体波浪发电装置数学模型 259

10.4磁流体波浪发电的国内外专利 265

10.4.1国内专利 265

10.4.2国外专利 269

参考文献 271

第11章 小型海洋发电站与波浪能量转换器前沿技术 272

11.1浮动摆式波浪能量转换器 272

11.2海上沉降浮标和海上俯仰浮标 274

11.3小型海洋发电站 277

11.4具有摆式波浪能量转换器的海水脱盐纯净水制造技术 279

11.5具有摆式波浪能量转换器的海洋热能转换系统 284

11.6基于摆式波浪能量转换器的深海海水循环泵送系统 288

11.7摆式波浪能量转换器液体静压传动装置 290

11.7.1漂浮式摆动波浪能发电装置 291

11.7.2 250 kW摆式波浪能发电装置 291

11.7.3旋转式叶片泵 291

11.7.4柱塞式液压马达 292

11.7.5控制阀门 292

11.7.6其他零件 293

11.8海上漂浮式悬挂摆波浪能发电装置例 293

11.9中国大管岛摆式波浪能发电装置例 296

11.10海洋波浪能和风能比较 299

11.10.1风能 299

11.10.2海洋波浪能 299

11.10.3风力发电成本 303

11.10.4波浪能发电电量 303

参考文献 305