新型波浪能發電設計分析

摘 要：隨著化石能源的持續消費和環境污染問題的日益嚴重，清潔能源的開發利用越來越受到人們的重視。中國也把可持續發展作為一項戰略計劃。波浪能資源豐富、清潔、可再生，適應了能源發展的需要。本文主要對波浪能發電裝置的設計進行了研究，并提出了一種新能源的設計與應用，為綠色發電的理念提供參考。

關鍵詞：新型波浪能;發電設計;分析

隨著綠色能源時代的到來，清潔能源在能源應用領域得到了極大的發展，各種新能源利用模式相繼出現。利用波浪能發電可將波浪產生的機械能轉化為電能，從而達到綠色清潔發電的目標，為設計人員提供新的能量轉換。為了實現浮動波能水電站在小波條件下的間歇發電和在大波條件下的連續發電。在無人值守的海洋動力條件下，浮動波浪能源裝置應該獨立運行，其工作條件的特點是海水環境。因此，設備的設計必須在最大程度上實現自主控制，以減少復雜的外部設備，降低設備故障的概率。

1 波浪能發電系統簡介

目前，波能發電裝置的主流設計主要采用兩個基本原理： 利用物體在波浪作用下的升沉運動和擺動運動產生波浪，將波浪能轉化為機械能; 將波浪能的爬升轉化為水勢。絕大多數波浪能發電裝置是由三級能量轉換機構組成的。根據一次轉換系統的轉換原理，世界波浪能源利用技術可大致分為： 水柱技術、擺動技術、閥門技術、收縮通道技術、點吸收（浮動）技術、鴨式技術、波浪電流技術、鯨魚技術、波浪精餾技術、波浪電線技術等，其中一次轉換機構將波浪能源轉化為載體機械能源： 二次能量轉換能量轉換將能源轉化為旋轉機械的機械能源，三級能量轉換發電機將旋轉機械的機械能轉化為電能。

2波浪能發電裝置的工作原理

在分析波能發電裝置電機優化設計的相關內容之前，首先分析了波能發電裝置的工作原理。由于發電的提出，其基本原理是通過電磁反應產生電流，但由于驅動電磁反應的功率不同，導致發電類型不同。波浪發電裝置主要利用波浪產生的勢能作為電磁反應的動力： 在波浪產生和運動的過程中，產生一定的推力，通過某些裝置轉化為動力，促進發電設施的運行，從而發電。波浪發電裝置的工作原理非常簡單，但由于海洋環境的特殊性和實際條件的限制，實際設計非常困難。在設計過程中，應充分考慮海洋實際環境的各種條件和機械設備的工作性能，進行更加科學合理的設計。

3 波浪能發電裝置發電機優化設計

在波浪能發電裝置發電機的設計過程中，應充分考慮各方面的條件，將理想效果與現實條件相結合，使設計具有較好的實用效果。在波能發電裝置電機優化設計過程中，可以從以下幾個方面入手： 合理管理產生的電流，使其更加穩定; 防水發電機，減少短路的發生; 做好電機的整體穩定性，提高其工作的穩定性，然后進行具體分析。

3.1對發電所得的電流進行合理管理，使其更加穩定

波浪能量并不總是存在的。它間歇性出現，并且有一定的不穩定性。只有當電波出現并驅動發電裝置運行時，才能產生電流。正是由于波浪具有一定的不穩定性，發電產生的電流才具有一定的不穩定性。在發電過程中，如果發電機產生的電流不穩定，一旦處理不當，就會損壞電機的各個部分，這部分電流不能直接傳輸到電網。如果傳輸過快，傳輸電流與整個電網電壓不一致，會對電網造成損害，由于電壓差的存在，部分電流會從電網流入發電裝置，造成損害。在設計過程中，必須考慮這一問題，優化設計。在設計過程中，在保證電流互感器基本功能實現的前提下，增加了電流互感器的能量投入和其他功能。變電裝置需要暫時儲存發電所得的電能，在儲存量達到一定數量后對電流進行整體調節，使其滿足輸電網條件，然后將電流輸送到發電網使用。

3.2做好發電機的防水工作，減少短路問題的發生

水是良導體。一旦水和電相遇，就會造成嚴重的后果。在機器和設備工作過程中，如果水過多，設備會短路。因此，在設計過程中應充分考慮整個發電機的防水問題。防水工程可分為外部防水工程和內部防水工程兩個層次。在外防水工程中，最表面的工作是提高機械設備外殼的精度，減少外來水的進入。在發電機殼體內部加一層吸水膜，處理少量進水。在內部防水工作中，我們可以從保持內部干燥開始。保持內部干燥的方法有很多，例如儲存相應的化學品或用于分解水的設備。

3.3做好電機整體的穩固工作，增加其工作的穩固性

雖然波浪能發電裝置不能在水中全部工作，但有些設備仍能在水中工作。發電機的選址將選擇波能豐富的地區，這將受到大量波浪的影響。波浪沖擊不僅帶來電能，而且影響發電設備。波浪沖擊會造成機械設備的不穩定。一旦對機器的沖擊過大，機器和設備就會失去穩定性，產生許多故障。在設計過程中，應考慮發電機的工作環境，并進行設計，以提高設備的整體穩定性。在提高機械設備的穩定性方面，可以從以下幾個方面入手，增加機械設備和水下地基的面積，提高穩定性，將波能收集裝置與其他裝置分離，減少對發電裝置的影響。

4 ?載波平臺設計

波浪能中所含的能量主要是指海洋表面所含的動能和勢能、波浪能和波高的平方、波浪運動周期與波陣面的寬度成正比。因此，海域的波能儲量越豐富，波高、波速和波面寬度就越大。對海洋平臺的沖擊越大，對波浪能量穩定性的影響越大，聲音越大。波浪能量的穩定性直接影響到平臺的發電量，因此平臺的設計應滿足波浪能發電的穩定性要求，世界波浪能量的理論估算為109kw。根據中國沿海海洋觀測站的資料。我國沿海地區，特別是浙江、福建、廣東和臺灣沿海海域的波浪能儲量相當豐富，我國沿海地區的海水深度大多低于華南沿海地區，低于海底平臺的作業極限深度。因此，采用發電平臺底部結構具有較高的可行性，平臺的選擇不僅要滿足工程應用的需要，而且要考慮到工業化后成本控制的實際情況。新能源開發技術水平高、成本高、初投資大，因此成本控制顯得尤為重要。底板下桁架設計具有結構簡單、施工方便的優點。并且成本較低，基于以上原因，在設計載體平臺時。要充分考慮到惡劣的海洋環境。還有發電機組的布局。在保證安全穩定運行的同時，最大限度地提高整個發電平臺的經濟性。底板設計可應用于我國廣闊的沿海水域。桁架結構設計簡單，施工方便。

5 結束語

新型波浪能發電裝置是一種先收集波浪能再轉化為電能的智能發電裝置。該裝置利用低副機構和液體平衡原理，將波浪的不規則往復運動轉化為活塞的往復運動。在單向閥組的調節下，活塞中的工作液形成連續的單向不規則流動，然后轉化為電能。整流后，電流進入電網或儲存使用。該裝置在海上作業時，看起來像在海中游動的水母，可以實現近岸不規則低振幅波能的有效收集和利用。

參考文獻：

[1]張柯元，張懷平.新型波浪能發電形式的探索與應用[J].電子測試，2019（02）：103-104.

作者簡介：羅賢斌（出書年月：1989年）， 性別：男 ， 籍貫：江西，民族：漢族，現有職稱：工程師， 現有方向：機電設計.