
海洋可再生能源
由于全球能源与气候变化问题日趋严峻,可再生能源的重要性日益凸显,市场需求迅速增长。海洋覆盖了地球70%以上的面积,与海洋相关的可再生能源储量巨大,开发利用前景十分广阔。 海洋可再生能源,通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源。狭义上讲,主要包括潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能。广义上讲,还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能,以及海洋生物质能等。发展海洋可再生能源,是实现我国经济结构调整和温室气体减排目标的重要途径,可为我国海洋经济发展、海洋开发和国家海洋权益维护提供重要物质基础,对于培育发展海洋战略性新兴产业具有重要意义。
专题论文汇编
漂浮式海上风电场共享系泊系统研究综述
徐航;沈侃敏;芮圣洁;浮式风电场建设是深海风能资源开发的重要举措,但成本问题严重制约了其商业化进程。近年来,共享锚点或共享锚泊线的共享系泊设计理念极大降低了浮式风电场建设成本,使规模化浮式风机建设成为可能。文章对共享系泊漂浮式风电场的研究现状和存在挑战进行综述,包括共享系泊浮式风电场动力分析方法和共享系泊系统锚泊基础承载特性等关键问题;总结目前浮式风电场概念设计的布局形式、可靠性优化方法和数值模拟手段等,指出共享系泊荷载传递特征及锚泊基础相关设计要点等。研究结论可为国内外深远海浮式风电场共享系泊应用提供参考。
基于改进变步长爬山法的潮流能发电MPPT算法
安润泽;赵阳;华迪;王鑫;针对传统变步长爬山法在潮流能发电系统中对潮流流速突变和随机性波动的适应能力较差,易出现扰动方向判断错误和速度追踪过快的问题,在变步长爬山法的基础上提出一种改进变步长最大功率追踪(MPPT)算法。该方法能够准确判断多种最大功率跟踪的情况并采用两次采样点下的功率和转速的变化程度确定下一时刻步长的大小,自动根据获能系数大小进行分阶段调节,实现对潮流流速突变情况的应对,从而实现最大功率的跟踪。在MATLAB/Simulink环境下搭建基于PID控制与自抗扰控制的仿真系统进行仿真试验,结果表明,改进的变步长爬山法不仅能够实现最大功率的跟踪,而且对潮流流速的随机性波动和突变情况的适应能力更强,具有良好的稳态特性。
海洋潮流能发电技术研究现状与趋势
孙科;陈天宇;传统化石能源的日渐枯竭使能源结构转型迫在眉睫,在众多新型可再生能源中,海洋潮流能由于其较强的规律性和高度的开发可行性,成为了研究热点之一。目前潮流能转换装置的研究和应用以水平轴水轮机为主、垂直轴水轮机次之,其他形式的潮流能装置小规模探索式发展。文章对现阶段世界上较为先进的潮流能发电装置及其水动力性能数值预报方法进行介绍,并对潮流能发电技术的发展方向做出展望。
基于两种反距离加权插值的海上风电施工船作业预报对比
杜宇;王凯;结合反距离加权法提出两种获得非固定格点处施工船舶可作业率的插值流程,并进行对比。对比采用空间分辨率为(1/12)°的法国气象局全球海浪预报数据,以180 m起重船海上风电机组大直径单桩基础施工为海上风电施工船舶典型作业,并选择我国拟规划的海上风电场典型海域待开发海域均匀分布的144个插值点进行计算对比。结果表明:采用这两种反距离加权插值流程获得的施工船舶可作业率极为接近,144个插值点采用两种流程的船舶可作业率误差均在1.5%内,这在工程应用上可认为是精度等效,可在不同应用场景下相互替换。
基于流致振动的海流能发电技术及研究现状
孙海;白旭;海流能对增加能源来源、保护生态环境、应对气候变化、促进能源可持续发展等具有重要意义。我国沿海的该类能源流速较低,因此研发有效的低速海流发电装置成为该领域亟待解决的重要问题。基于流致振动的交替升力海流能发电技术具有很大潜力,对涡激振动与驰振的利用技术、流致振动海流能捕能系统的研究现状进行系统介绍,分析了当前研究的前沿技术及其可靠性,以及政策对流致振动商业化研究的影响,给出了未来研究的相关建议,为进一步研究基于流致振动的海流能发电技术提供参考。
海洋可再生能源技术现状与发展趋势
崔琳;李蒙;白旭;海洋可再生能源因其储量巨大且清洁可再生,一直以来都是国际社会广泛关注的可再生能源种类。但海洋可再生能源的种类较多且利用原理各异,开发利用难度和技术成熟水平也不尽相同。文章对波浪能、潮汐能、潮流能、温差能和盐差能5种海洋可再生能源利用技术的发展过程与技术现状进行系统介绍,全面归纳总结海洋可再生能源未来的发展趋势和重要技术瓶颈,探讨其产业化的途径和方向,为进一步研究海洋可再生能源的技术与产业发展提供参考。