摘要：随着化石能源的不断消耗以及环境污染问题的日益严重，清洁能源的开发和利用得到更大重视，我国也将可持续发展作为战略规划。波浪能蕴藏丰富，且清洁、可再生，符合能源发展的需求。本文主要围绕波浪能发电装置的设计进行简要分析，为大家提供一种新能源设计应用，绿色发电的理念，以供借鉴。
关键词：波浪能；收集装置设计；绿色发电
前言
随着绿色能源时代的来临，在能源应用领域中，清洁能源得到较大发展，各种新型的能源利用方式纷纷涌现。如利用波浪能发电，该技术实现利用波浪产生的机械能转换成电能，继而实现绿色清洁发电的目标，以为设计者提供新能源转化的一种想法。为实现漂浮式波浪能液压装置在小波浪条件下间断发电，大波浪条件下连续发电。漂浮式波浪能装置要在无人值守的条件下面对千变万化的海洋动力条件，独立运行和海水环境是其工况特点，因此装置的设计必须最大限度的施行自治控制，以减少复杂的外部装置，降低装置出现故障的几率。目前漂浮式波浪能装置的转换形式多种多样，绝大多数波浪能装置有三急能量转换机构，液压装换占主要地位，世界著名的波浪能装置，如海蛇、牡蛎、点吸收等大多采用液压转换。液压转换装置是将装置吸收的波浪能转换为液压能，经液压蓄能器平滑功率后，驱动液压马达-发电机组发电,在大波浪条件连续发电。在西方一些国家年平均波浪能密度为20KW/m以上的地区，液压转换处于不控制的连续发电状态。而在中国，年平均波浪能密度仅为4KW/m，这种不控制的连续发电功率会大大减小，发电机转速过慢，会导致发电机效率降低。提高效率的对策在小浪条件实现0-1发电,所谓0-1发电即利用主油路的蓄能器，将小浪时装置俘获的能量贮存到一定量，再以额定功率发电，提高能量转换效率。
1、波浪能发电装置的组成
本装置采用多个工作节与浮板交替连接的结构形式，每个浮板能随波浪摆动，从而挤压工作节，进行能量转化，并可以充分适应波浪的不定形性；单个浮板工作节如图（1）所示：它是由圆形底板、球头万向节、特制活塞杆、活塞套筒、支撑轴、三通管、单向阀、多个直角导管、四通管、液压马达、圆形顶板、固定铰链，圆柱形浮筒等组成；实际组成结构图如图所示。
2、波浪能发电装置的工作过程
该装置是由工作节组成的工作液单向循环系统，其工作节由三个工作液储存活塞、工作液导流管、单向阀组成。可以使液压马达能稳定的平衡的获得同一方向的推动力，从而把不规则的波浪能收集并最终转化为电能。其中工作节的三个活塞位于底板圆中央正三角形的三个顶点，可以使液压马达能够稳定的运转提高该装置的效率。浮筒随波浪摆动使得底板绕支撑轴旋转，进而使其中一个活塞杆推进挤压工作液在单向阀的控制下进入顶部六通铝座后通过导流管冲击液压马达，带动发电机稳定发电，然后工作液回流入另外拉伸的活塞，一个简单周期循环结束，然后随波浪摆动进入下一个工作循环。
3.波浪能收集装置外部结构图
此装置能够充分利用波浪蕴含的能量，提高清洁能源的利用，减少化石能源的使用，能够缓解日益严重的温室效应。
结语
新型波浪能发电装置是一种把波浪能先收集起来然后进一步转化为电能的的智能型发电装置。本装置利用了低副机构和液量平衡原理，将波浪不规则的往复运动转化为活塞往复的运动。活塞内的工作液在单向阀组调节下形成持续的单向不规则流动，进而转化为电能，电流经整流后进入电网或存储使用。工作节和浮板两模块组成一个工作单元，装置由若干个工作单元组成，在海上该装置工作时外形比较像在海中游动的水母，能实现对近岸不规则低波幅波浪能的高效收集与利用。海洋中的天气变化异常，非常恶劣。但是本装置可以根据海洋中波形的不同及天气的变化通过单片机控制实现智能沉浮以及对浮筒长度进行适当调节以达到提高装置的使用性和提高装置的使用效率。本产品结构设计巧妙反应灵敏，对海洋的恶劣的环境具有很强的适应能力，能在一定程度上缓解能源的压力，能为沿海附近的居民及沿海的工厂提供日常用电，具有较强的经济性。据资料调查显示目前工作节直径500毫米，活塞杆上下总行程约102毫米，经初步测试单节模型运行可同时点亮LED灯117盏。
现有小功率波浪能发电，已在导航浮灯、灯塔等方面获得推广应用，更可观的是为沿海城市旅游业提供电能，我国的海洋资源非常丰富，如果能加以利用的话，会有可观的经济性。波浪能在能流密度高的地方，每10米海岸线外波浪的能流就足以为250个家庭提供用电。所以此产品具有可观的前景。
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作者简介
朱康甫（1996-10），男，汉族，籍贯：河南省许昌市，学历：本科，研究方向：能源与动力工程。
论文作者:朱康甫,段佳彬,张开宇,李校宜,路冰凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/13
标签：波浪论文; 装置论文; 工作论文; 液压论文; 能源论文; 活塞论文; 电能论文; 《电力设备》2018年第17期论文;