Динамическая модель механического привода модуля поплавковой волновой электростанции

• Автор: Темеев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННАЯ ЭНЕРГЕТИКА, ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА, ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА
1.1 Состояние глобальной энергетики
1.2 Структура современного энергопроизводства
1.3 Энергетика в России
1.4 Волноэнергетические ресурсы мирового океана
1.5 Использование волноэнергетических ресурсов Мирового Океана
1.6. Механизм возникновения и энергетика ветровых волн
1.7. Концепции устройства преобразователей энергии волн
1.8. Разрабатываемые технические решения
1.9. Устройства, разрабатываемые для преобразования энергии волн
Выводы по главе 1. Постановка задачи исследования
2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ПОПЛАВКОВОЙ ВОЛНОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
2.1. Поплавковая Волновая Электростанция
2.2. Прототип Поплавковой Волновой Электростанции
Выводы по второй главе
3 ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРИВОДА ПВЭС
3.1. Общее описание модели
3.2. Свободные колебания системы без демпфирования
3.3. Свободные колебания в модели ПВЭС с демпфированием
3.4. Вынужденные колебания в модели с демпфированием
3.5. Средние мощности за период колебаний и КПД МП ПВЭС
3.6. Основные характеристики МП энергии волн ПВЭС
3.7. Инженерная методика расчёта основных параметров МП энергии волн ПВЭС
3.8. Разработка модели взаимодействия колеблющейся капсулы с водой

3.9. Компьютерная оценка мощности и эффективности привода
Выводы по третьей главе
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МОДУЛЯ ПВЭС
4.1. Испытательный стенд
4.2. Проведение эксперимента
4.3. Результаты экспериментов
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованной литературы

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Л,- - амплитуды осцилляторов
В33 - коэффициент затухания для вертикальных колебаний буя
В44 - коэффициент затухания для угловых колебаний буя с, - коэффициент демпфирования Б - диаметр капсулы
(Л - плотность воды Р, - действующие силы Н - высота волны
Ь - осадка на спокойной воде 1У - момент инерции буя
Д1У - присоединенная инерционная масса для угловых колебаний буя . коэффициенты жёсткости пружин <а, - частоты осцилляторов
к=ш2/§ - волновое число т1 - массы тел
М - масса буя
АМ - присоединенная масса для вертикальных колебаний буя Рг - мощности осцилляторов
Б = лЯ2 - площадь поперечного сечения буя Т - период волны
I, х,- - время и координаты тел г} - КПД преобразователя энергии
Я - радиус цилиндрической части корпуса буя

Колеблющийся водяной столб - устройство состоит из частично погруженной под воду конструкции, имеющей открытую часть снизу, вблизи поверхности воды (рис. 1.10). Внутри корпуса под давлением водяного столба воздух проходит через турбину Вэлса, раскручивая электрогенератор.
Переливные устройства - набегающая волна, поднимается по наклонному каналу, заполняя резервуар (рис. 1.11). Далее вода пропускается через низконапорную турбину.
Вертикально колеблющиеся устройства (плавающие на поверхности или погруженные под воду) - возникающие под действием набегающих волн взаимные возвратно-поступательные движения плавающих и прикрепленных ко дну частей преобразуются в движение линейного или роторного электрогенератора (рис. 1.12).
. Качающиеся устройства - возникающие под действием набегающих волн взаимные угловые перемещения шарнирно-соединенных плавающих модулей используются для прокачки жидкости под высоким давлением через гидромотор, который раскручивает электрогенератор (рис. 1.13).
Рычажные устройства, использующие энергию горизонтально перемещающихся водных масс для качания вертикально, устанавливаемых панелей, передающих усилия на привод электрогенератора (рис. 1.14).
1.8. Разрабатываемые технические решения
Согласно вышеприведенным концепциям; определяющим принцип действия, в некоторых странах были созданы экспериментальные образцы преобразователей и подтверждена принципиальная возможность использования энергии морских волн в качестве первичного источника для получения электроэнергии.
Среди сотен патентов, содержащих предложения по техническим решениям систем волновых энергетических преобразователей, имеется не