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中国研究人员设计出海浪起伏振荡装置 可利用水波的动力延长船舶航程
发布日期:2023-12-05 15:50:34  稿源:cnBeta.COM

中国的研究人员说,船舶可以成为移动的波浪能转换器,利用"起伏振荡器",从船舶在海中移动时的起伏、滚动和俯仰运动中获取能量,同时它还能起到运动阻尼器的作用,以提高安全性。

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目前正在开发的浮动波浪能发电机不计其数,但在船舶上使用的却不多,因为船舶的大部分工作时间都是在波浪中度过的。而船舶上的能源存储正在成为去碳化过程中最难克服的障碍之一,哪里比船上更适合发电呢?

上海船舶运输科学研究所的研究人员提出了一种双体点吸收器系统,该系统将安装在货轮甲板下方,以保护货物空间,同时还将通过船体与海水隔离。

该装置由一个框架组成,框架的顶部和底部牢牢地固定在船上,框架的导轨上有一个可以上下移动的振荡器体,一个用于悬挂振荡器的弹簧,以及一个连接到地板和振荡器底部的液压缸。

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发电机位于甲板下方

当振荡器相对于船和固定框架上下滑动时,液压缸将通过液压动力输出装置泵油以产生能量。与此同时,振荡器中装满了水,但有一个可以加水和减水的系统来改变其重量。这在极端天气下尤其方便,因为此时可以减轻振荡器的重量,从而减少对船体结构的压力。

研究人员说,这种设计能让振荡器"在船舶发生起伏、滚动或俯仰运动时沿着滑杆移动"--从而从三个不同的运动轴产生能量,而以前的设计只能从一个或两个运动轴产生能量。

研究小组建立了一个系统模型进行模拟测试,并进行了一系列测试,以确定该系统在不同速度、波浪角度等情况下的性能。研究结果表明,在波束海中能量捕获效率最高,波浪以 90 度翻滚,直接冲击船舷。在这种情况下,该系统"在一定的波浪周期内可达到轴对称点吸收器理论最大吸收功率的 90.71%"。

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研究小组计算了发电机对船体结构的作用力

研究小组告诉《Recharge News》,他们正计划下一步将系统原型用于波浪箱测试,同样的系统"很容易扩展"到其他海上结构。

这项研究没有调查的一个问题是,该系统平均每次可提供多少电力--这一点以及空间方面的考虑将是此类系统能否得到广泛应用的关键。

这项研究已在《可再生能源》杂志上公开发表。

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