海洋波浪能綜合利用—發電原理與裝置

第1章 能源及其利用規則／1
1.1 能源／1
1.1.1 能源分類／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 潮汐發電／17
1.2.3 波浪發電／21
1.2.4 溫差發電／24
1.2.5 鹽差能發電／26
1.2.6 中國海洋能量利用／27
1.3 海洋能利用規則／31
參考文獻／32
第2章海洋波浪的性質與波浪能量轉換方式／34
2.1 概述／34
2.2 海洋波浪的性質／35
2.3 波浪能量轉換的基本數學模型／37
2.4 波浪能量轉換方式／／40
2.5 海洋波浪能量轉換器件基本要求／41
2.5.1 環境友好型能量轉換器件／41
2.5.2 能量轉換成本／41
2.5.3 傳統能量轉換器件／42
2.6 水壓傳動技術／43
2.6.1 海水的性質／43
2.6.2 水壓傳動／45
2.6.3 海水液壓系統／47
參考文獻／49
第3章 擺式波浪能發電原理與裝置／51
3.1 概述／51
3.2 擺式波浪能發電裝置結構與工作原理／52
3.2.1 組成部分／52
3.2.2 液壓轉換過程／52
3.2.3 轉換效率／54
3.2.4 典型懸掛擺式波浪能發電裝置／54
3.3 懸掛擺式波浪能量轉換器動力學／55
3.3.1 左腔為水室的擺式波浪能量轉換器／56
3.3.2 右腔為水室的擺式波浪能量轉換器／59
3.3.3 固定擺式波浪能量轉換器／64
3.4 懸掛擺式海洋波浪發電裝置典型模型／68
3.4.1 擺式波浪能量轉換器的線性模型／69
3.4.2 擺式波浪能量轉換器非線性模型／74
3.4.3 傳統擺式波浪能量轉換器的改進／80
3.4.4 海水液壓泵和擺動馬達／83
3.5 懸掛擺式波浪能量轉換器結構與優化設計理論／89
3.5.1 懸掛擺式波浪能量轉換器結構／89
3.5.2 海洋現場測試技術及系統耐久性／91
3.5.3 懸掛擺式波浪能量轉換器總體設計／98
3.5.4 主要部件設計／99
3.5.5 液壓傳動系統與元件設計／104
3.5.6 系統優化設計方法／106
3.5.7 海洋波浪能量密度／110
參考文獻／111
第4章 浮力擺式波浪能發電原理與裝置／113
4.1 概述／113
4.2 浮力擺式波浪能發電裝置結構與工作原理／114
4.2.1 浮力擺式波浪能發電裝置構成／115
4.2.2 浮力擺式波浪能發電關鍵技術／119
4.2.3 浮力擺數學模型及翼型設計／121
4.3 浮力擺式波浪能發電裝置應用實例／126
4.3.1 英國牡蠣（Oyster）浮力擺式波浪能量轉換裝置／126
4.3.2 英國wRASPA波浪發電裝置／127
4.3.3 芬蘭WaveRoller近岸波浪發電裝置／129
4.3.4 澳大利亞悉尼BioWAVE波浪發電裝置／131
4.3.5 挪威Langlee漂浮式雙擺板波浪發電裝置／132
4.4 擺式海洋波浪能發電技術國內外專利／133
4.4.1 波浪發電蓄能穩壓恆頻方法及其裝置／133
4.4.2 單擺式波浪能發電系統／134
4.4.3 經典擺式波浪能發電裝置及原理／135
4.4.4 海上浮體式高效波浪能轉換裝置／135
4.4.5 牡蠣（Oyster）浮力擺式波浪能量轉換裝置／136
參考文獻／137
第5章 振盪水柱式波浪發電原理與裝置／139
5.1 概述／139
5.2 振盪水柱式波浪發電裝置基本結構與工作原理／140
5.3 振盪水柱數學模型／142
5.3.1 空氣室模型／143
5.3.2 Mighty whale型能量轉換器頻率響應／145
5.3.3 Mighty Whale型能量轉換器數值計算／146
5.3.4 浮動型振盪水柱式波浪能量轉換器特點／148
5.4 振盪水柱式波浪能量轉換器試驗技術／150
5.4.1 試驗模型／150
5.4.2 數值分析／151
5.5 振盪水柱式電站應用實例／154
5.5.1 國內振盪水柱式波浪發電事例／154
5.5.2 國外振盪水柱式波浪發電事例／157
5.6 振盪水柱式波浪發電裝置關鍵技術／163
參考文獻／164
第6章 越浪式波浪發電原理與裝置／165
6.1 概述／165
6.2 越浪波浪能發電裝置基本結構和數學模型／167
6.2.1 越浪波浪能簡介／167
6.2.2 基本結構／168
6.2.3 數學模型／169
6.3 越浪式波浪發電裝置實例／171
6.3.1 幾種越浪式波浪發電裝置／171
6.3.2 越浪量的影響因素及計算式／173
6.3.3 國內外專利／175
參考文獻／177
第7章 鴨式波浪能發電原理與裝置／178
7.1 概述／178
7.2 鴨式波浪能發電裝置工作原理／180
7.3 數學模型／181
7.4 工程應用及其事例／183
7.4.1 漂浮式鴨式波浪發電裝置／183
7.4.2 半飄浮式鴨式海水淡化裝置／185
7.4.3 鴨式波浪發電裝置浮態變化的轉角測量／186
7.4.4 不同規則波作用下的鴨式裝置／187
7.5 鴨式波浪能發電裝置國內外專利／189
7.5.1 海洋波浪鴨式超導磁流體發電系統／189
7.5.2 一種強容錯、高效漂浮式點頭鴨波浪能裝置／190
7.5.3 帶反饋控制的鴨式波浪能發電裝置／191
7.5.4 帶密封陀螺儀的鴨式波浪能發電裝置／191
參考文獻／193
第8章 筏式海洋波浪能發電原理與裝置／195
8.1 概述／195
8.2 數學模型／197
8.2.1 海洋波浪能量／197
8.2.2 科克雷爾波浪筏數學模型／198
8.2.3 波浪筏優化設計／201
8.3 典型筏式波浪能轉換器件／204
8.3.1 丹麥Dexa Wave型筏式波浪能轉換器／204
8.3.2 英國海蛇（Pelamis）筏式波浪能轉換裝置／210
8.3.3 英國麥凱布波浪泵（McCabe Wave Pump）／217
8.4 國內外專利及其應用／221
8.4.1 組合式抗風浪平穩型海洋平台／221
8.4.2 美國鴨式和海蛇式相結合的波浪能發電裝置／221
8.4.3 美國海底固定充氣筏式波浪能轉換器／222
8.4.4 大萬山島波浪能獨立電力系統／222
參考文獻／224
第9章 點吸收式波浪能發電原理與裝置／225
9.1 概述／225
9.2 點吸收式波浪能發電裝置工作原理／227
9.3 數學模型／231
9.3.1 浮子受力／232
9.3.2 浮子平均輸出功率／236
9.3.3 浮子寬度內波浪輸入功率／237
9.3.4 浮子捕獲寬度比／238
9.3.5 總轉換效率／238
9.4 點吸收式波浪能發電裝置應用技術／239
9.5 點吸收式波浪能發電裝置國內外專利概述／240
9.5.1 國內專利／240
9.5.2 國外專利／243
參考文獻／252
第10章 磁流體波浪能發電原理與裝置／254
10.1 概述／254
10.2 磁流體波浪能發電原理／255
10.2.1 筏式磁流體波浪能發電原理／255
10.2.2 點頭鴨式磁流體發電原理／257
10.2.3 點吸收式磁流體發電原理／257
10.3 磁流體波浪發電裝置數學模型／259
10.4 磁流體波浪發電的國內外專利／265
10.4.1 國內專利／265
10.4.2 國外專利／269
參考文獻／271
第11章 小型海洋發電站與波浪能量轉換器前沿技術／272
11.1 浮動擺式波浪能量轉換器／272
11.2 海上沉降浮標和海上俯仰浮標／274
11.3 小型海洋發電站／277
11.4 具有擺式波浪能量轉換器的海水脫鹽純凈水制造技術／279
11.5 具有擺式波浪能量轉換器的海洋熱能轉換系統／284
11.6 基於擺式波浪能量轉換器的深海海水循環泵送系統／288
11.7 擺式波浪能量轉換器液體靜壓傳動裝置／290
11.7.1 漂浮式擺動波浪能發電裝置／291
11.7.2 250 kW擺式波浪能發電裝置／291
11.7.3 旋轉式葉片泵／291
11.7.4 柱塞式液壓馬達／292
11.7.5 控制閥門／292
11.7.6 其他零件／293
11.8 海上漂浮式懸掛擺波浪能發電裝置例／293
11.9 中國大管島擺式波浪能發電裝置例／296
11.10 海洋波浪能和風能比較／299
11.10.1 風能／299
11.10.2 海洋波浪能／299
11.10.3 風力發電成本／303
11.10.4 波浪能發電電量／303
參考文獻／305